染色体数目加倍发生于细胞有丝分裂的后期和减数分裂的第二次分裂后期。有丝分裂的人体内细胞主要的分裂方式，能形成两个相同的细胞，减数分裂则是生殖细胞的分裂过程，能够形成含有一半染色体数目的生殖细胞。
1、有丝分裂：有丝分裂的过程中，染色体在分裂间期复制，使每条染色体由一个染色单体变为由两个姊妹染色单体组成的复制体。在分裂后期，姊妹染色单体从着丝点处分开，每一条单体成为新的染色体，此时发生染色体数目加倍，每个新细胞将得到一套完整的染色体。
2、减数分裂：减数分裂包括两个连续的分裂过程，在完成染色体复制后，第一次分裂会将染色体数目减半，姐妹染色单体不分开。第二次分裂后期姐妹染色体分开，此时细胞内染色体数量加倍，重新回到原细胞的数量，并在后续分裂中减半，最终形成有一半染色体数目的配子细胞。
有丝分裂和减数分裂都是细胞分裂的形式，有丝分裂是为了细胞增长和修复，减数分裂是为了产生用于性繁殖的配子，有丝分裂产生的细胞遗传上与原始细胞完全相同，减数分裂通过同源染色体的配对和交换（杂交）促进了遗传多样性。这两种分裂过程都对维持生物种群的遗传稳定性与多样性起到重要作用。
