Gemenii nonidentitici se formează numai atunci când două ouă se eliberează în timpul aceleiași ovulații. În unele cazuri, ouăle se eliberează simultan. În altele, ovarele eliberează inițial un ou. După fertilizare, acest ou începe să se deplaseze în uter pentru a se atașa. Ovarele eliberează apoi un al doilea ou, fertilizat printr-un act de relație sexuală ulterioară. Acest lucru duce la potențialul unei femei care naște gemeni nonidentici cu doi părinți separați. În acest caz, identitatea genetică a gemenilor este identică cu cea a unui frate care se naște din sarcini separate.
Sexul gemeni fraterni are șansa să difere. Gemenii identici se dezvoltă atunci când un singur ou fertilizat de un singur spermatozoid se descompune pentru a forma doi copii diferiți. Aceste gemeni au aceeași identitate genetică. Gemenii identici sunt întotdeauna același sex.
În timp ce unele femei produc ouă multiple cu fiecare ovulație, altele încep să producă mai multe ouă pe măsură ce îmbătrânesc. Genetica joacă, de asemenea, un rol în șansa de a concepe gemeni. Utilizarea medicamentelor de fertilitate crește șansa de a produce mai mult de un ou în timpul fiecărui ciclu.