Мейоз представляет собой два последовательных деления исходной диплоидной клетки и отличается от митоза только первым своим делением (см. схему) . Отличие состоит в том, что хромосомы вступают в метафазу, соединенные попарно гомолог с гомологом (гомологичными называют хромосомы, содержащие одни и те же гены/локусы и полученные одна от отца, другая от матери) . В метафазе I мейоза центромеры каждой из хромосом «униполярны» , т. е. соединены белковыми нитями только с одним из двух полюсов веретена деления .

Схема мейоза. На рисунке показан мейоз клетки, у которой число хромосом в одинарном (гаплоидном) наборе равно двум. Диплоидная клетка, соответственно, имеет 4 хромосомы (две получены от отца – например, синие; две – от матери – допустим, белые) . Перед началом деления (митоза или мейоза) каждая хромосома удваивается. Теперь она состоит из двух сестринских хроматид. В профазе I мейоза гомологичные хромосомы объединяются попарно и обмениваются участками (кроссинговер) . В метафазе I мейоза гомологичные хромосомы по-прежнему сгруппированы попарно. В нашем случае получилось 2 пары, в каждой по две гомологичные хромосомы и по 4 хроматиды. Затем гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки (анафаза I), и, наконец, исходная диплоидная клетка (с 4 хромосомами) разделяется на две гаплоидные (по 2 хромосомы в каждой) . Все хромосомы по-прежнему состоят из двух хроматид. Во время второго деления мейоза каждая из этих гаплоидных клеток делится еще раз. При этом в метафазе II хромосомы уже не группируются попарно (да им теперь и не с кем – нет подходящих пар-гомологов) , а стоят поодиночке. В анафазе II сестринские хроматиды отделяются друг от друга и расходятся к полюсам. В итоге получается 4 гаплоидные клетки, в каждой по 2 хромосомы, каждая хромосома состоит из одной хроматиды. Второе деление мейоза, по сути дела, мало чем отличается от «обычного» клеточного деления – митоза.