Ao contrário da mitose, a meiose visa a diversidade genética na sua criação de gâmetas haplóides. As células germinativas em divisão iniciam primeiro este processo em profase I, onde cada cromossoma—replicado na fase S—é agora composto por dois cromatídeos irmãos (cópias idênticas) unidos pelo centro.
Os pares homólogos dos cromossomas irmãos—um do genoma materno e outro do genoma paterno—começam a alinhar-se um ao lado do outro longitudinalmente, combinando posições de DNA correspondentes em um processo chamado sinapse.
Para manter os homólogos juntos, um complexo proteico—o complexo sinaptonémico—é formado. O complexo sinaptonémico facilita a troca de porções aleatórias correspondentes de DNA entre cromatídeos não-irmãos, produzindo novas combinações de alelos através de recombinação homóloga.
À medida que o complexo sinaptonémico começa a dissolver, estruturas em forma de X mantêm os cromossomas homólogos juntos até que a recombinação seja concluída. As estruturas—chamadas quiasmas—marcam as regiões onde ocorreu o cruzamento cromossómico de informação genética.
