妇女每月排卵1次，有时因某种原因同时排出两个卵子并同时受精，就产生了两个不同的受精卵。两个卵子同时受精后形成两个受精卵，并分别植入子宫壁的蜕膜层内，各自发育成长为双胞胎。
异卵双胞胎则是不同的卵子被不同的精子授精形成不同的受精卵发育而成。同卵双胞胎具有完全相同的基因，而异卵双胞胎只有一半相同的基因。双卵双胎的胎儿，性别、血型可以相同也可以不同，面貌与一般亲兄弟姐妹一样。
同卵双胞胎的产生主要受家庭遗传因素的影响。异卵双胞胎的产生除有家族性外，还与妇女生育年龄、食物、医源性因素有关。近年来，为了治疗不孕症，以及为使晚育的妇女提高受孕能力，常用激素来诱发排卵，结果也使双胞胎出生频度上升。
双胎妊娠有家族遗传倾向，随母系遗传。有研究表明，如果孕妇本人是双胎之一，她生双胎的机率为1/58；若孕妇的父亲或母亲是双胎，她生双胎的机率也很高。另有研究报道，双胎的母亲有4%为双胎，而双胎的父亲仅有1.7%是双胎。
女性异卵胞胎人再生异卵双胞胎的几率大约为五十八分之一，并与异卵形成的遗传因素有关。男性异卵胞胎人再生异卵双胞胎的几率大约为一百十六分之一，但受到许多因素的影响，如配偶的年龄、身高和体重。
这些再生双胞胎中，同卵双胞胎的几率在世界各地差不多都是二百五十分之一;而异卵双胞胎的几率则与地理有关，在欧洲和北美大约是千分之六，在美国黑人中大约是百分之一，在尼日利亚黑人中大约是百分之四。
除了遗传因素，还有另外一些方法或许能增加怀双胞胎的机会。 瑞典一医学研究机构最近指出，服用叶酸的女性怀双胞胎的机会比没有服用的女性高出近一倍。据报道，瑞典的研究人员自1994年开始研究分析当地孕妇曾服用药物的资料和数据，他们发现在2569名曾服用叶酸的孕妇中，她们所生的孩子每100名中就有2.8人为双胞胎婴儿，而在没有服用叶酸的孕妇中，这一比例为1：5。
