同卵双胞胎的形成过程与异卵双胞胎的形成过程不同。当一个受精卵因不明原因分成两个并发育成独立的胚胎时，它们被称为单卵双胞胎。他们从一个受精卵开始，发育成一个胚胎，在发育过程中只是偶尔分裂成两个胚胎，这样他们在遗传和性方面是相同的。因为他们的基因相同，除了某些因偶然原因而出现的特征外，这两个个体的特征是与生俱来的，因此同卵双胞胎看起来非常相似。创造同卵双胞胎的过程如下：

　　像所有的胎儿一样，同卵双胞胎开始是一个单细胞受精卵，该细胞中有23对染色体。一个比较罕见的现象是，受精后几天，囊胚会自行分裂，每个新的囊胚由相同的染色体组成，携带相同的基因，因此，两个囊胚可以发育成同卵双胞胎。

　　囊胚的外膜被称为管腔区，内部组织被称为滋养层，只有一层细胞厚，以后将形成胎盘。滋养层含有内部细胞群，胎儿正是从这些支持性干细胞中最终发育而成。迟早，这些细胞中的一些会在与滋养层膜的交界处减弱，导致液体渗出，滋养层下沉。但是有两个鸡蛋向胚胎学家展示了以前没有人见过的东西： 在膜下沉后，内部细胞团分成两团，当滋养层再次扩张时，每团都附着在滋养层的不同侧面。

　　受精后，受精卵分裂，成为两个相同的受精卵，然后发育成两个独立的双胞胎，因为它们来自同一个受精卵，所以称为同卵双胞胎。这种相似性不仅体现在外观上，还体现在血型、智力甚至某些生理特征上，如对疾病的易感性。我们常说的连体婴儿实际上是同卵双胞胎，由于原始受精卵的不完全分裂，他们只是在某些部分结合在一起。因此，大多数同卵双胞胎的性别是相同的，不太可能一个是男孩，一个是女孩。