Um zigoto é formado quando um espermatozóide masculino e um óvulo feminino se combinam. Isso ocorre durante o final do processo de divisão celular chamado meiose.
Existem dois tipos de divisão celular nuclear: mitose e meiose. Durante o processo de mitose, as moléculas de DNA se condensam e formam longas fitas de cromossomos. As moléculas se replicam e se organizam em pares idênticos, em uma dupla hélice. As fitas duplas se dividem ao meio e duas novas células separadas são formadas. Em última análise, o objetivo da mitose é simplesmente replicar moléculas de DNA e criar novas células.
A meiose, por outro lado, passa pelo mesmo processo de replicação, mas adiciona uma etapa extra. Durante a meiose, as fitas de dupla hélice não se separam imediatamente, mas envolvem-se umas nas outras em um processo denominado "cruzamento". Após o cruzamento, os pares de cromossomos se dividem em quatro células separadas, em vez de duas, como na mitose. Uma das células se torna um óvulo feminino e as outras células eventualmente se tornam células espermáticas masculinas: uma célula espermática se junta ao óvulo feminino para formar um zigoto. Quando as fitas cromossômicas se cruzam, elas criam uma variedade de misturas de DNA, que eventualmente se traduzem nas características físicas ou comportamentais específicas da prole resultante.