गुणसूत्रों की द्विगुणित प्रकृति अलग-अलग गुणसूत्रों पर जीनों को स्वतंत्र रूप से आत्मसात करने या यौन प्रजनन के दौरान उनके घरेलू जोड़े से अलग होने की अनुमति देती है जिसमें अगुणित युग्मक बनते हैं। इस तरह से संभोग जोड़ी के वंश में जीन के नए संयोजन हो सकते हैं। एक ही गुणसूत्र पर जीन सैद्धांतिक रूप से कभी दोबारा नहीं जुड़ेंगे। हालांकि, वे क्रोमोसोमल क्रॉसओवर की सेलुलर प्रक्रिया के माध्यम से करते हैं। क्रॉसओवर के दौरान, गुणसूत्र डीएनए के स्ट्रेच का आदान-प्रदान करते हैं, गुणसूत्रों के बीच जीन एलील को प्रभावी ढंग से फेरबदल करते हैं। क्रोमोसोमल क्रॉसओवर की यह प्रक्रिया आम तौर पर अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान होती है, जो कोशिका विभाजन की एक श्रृंखला है जो अगुणित कोशिकाएं बनाती है।

क्रॉसिंग ओवर का पहला साइटोलॉजिकल प्रदर्शन 1931 में हैरिएट क्रेइटन और बारबरा मैक्लिंटॉक द्वारा किया गया था। मकई पर उनके शोध और प्रयोगों ने आनुवांशिक सिद्धांत के लिए साइटोलॉजिकल साक्ष्य प्रदान किए जो कि युग्मित गुणसूत्रों से जुड़े जीन एक होमोलॉग से दूसरे में वास्तव में विनिमय स्थानों पर करते हैं। 

गुणसूत्र पर दो दिए गए बिंदुओं के बीच क्रोमोसोमल क्रॉसओवर की संभावना बिंदुओं के बीच की दूरी से संबंधित है। मनमाने ढंग से लंबी दूरी के लिए, क्रॉसओवर की संभावना काफी अधिक है कि जीन की विरासत प्रभावी रूप से झगड़े वाली है। उन जीनों के लिए, जो एक साथ करीब हैं, हालांकि, क्रॉसओवर की कम संभावना का मतलब है कि जीन आनुवंशिक संबंध प्रदर्शित करते हैं; दो जीनों के लिए एलील्स एक साथ विरासत में मिलते हैं। जीन की एक श्रृंखला के बीच लिंकेज की मात्रा को रेखीय लिंकेज मैप बनाने के लिए जोड़ा जा सकता है जो क्रोमोसोम के साथ जीन की व्यवस्था का लगभग वर्णन करता है।

मुख्य लेख: क्रोमोसोमल क्रॉसओवर और जेनेटिक लिंकेज
आनुवंशिक परिवर्तन
प्रजनन
मेंडेलियन और शास्त्रीय आनुवंशिकी