Debido a que los gemelos fraternos, o dicigóticos, son 2 óvulos diferentes fertilizados, generalmente desarrollan 2 sacos amnióticos separados, 2 placentas y 2 estructuras de soporte. Los gemelos idénticos, o monocigóticos, pueden o no compartir el mismo saco amniótico, dependiendo de cuán temprano se divide en 2 el único óvulo fertilizado.
Si los gemelos son niño y niña, está claro que son gemelos fraternos, pues no comparten el mismo ADN. Un niño tiene cromosomas XY y una niña tiene cromosomas XX. Los gemelos niña y niño ocurren cuando un óvulo X es fertilizado por un espermatozoide X y un espermatozoide Y fertiliza el otro óvulo X.
A veces los profesionales de atención médica identifican a los gemelos del mismo sexo como fraternos o idénticos con base en los resultados del ultrasonido o ecografía, o por medio de examinar las membranas al momento del parto. La mejor forma de determinar si son gemelos idénticos o fraternos es por medio de analizar el ADN de cada niño. Ocasionalmente, a una familia se le dice que sus gemelos son fraternos con base en las observaciones de la placenta, cuando de hecho son idénticos. Otras veces, una familia puede ver las diferencias mínimas en los gemelos idénticos y aseguran que son gemelos fraternos con base en estas diferencias en la apariencia. Hay unos pocos laboratorios comerciales que, por un costo, envían a las familias kits de recolección de ADN para determinar si los gemelos son idénticos o fraternos. Las familias pasan un hisopo por la parte interna de la mejilla de cada uno de los niños para tomar una muestra del ADN y devuelven el kit al laboratorio y esperan por los resultados.
Los gemelos idénticos tienen el mismo ADN; sin embargo es posible que no sean exactamente iguales entre sí debido a factores ambientales tales como la posición dentro del útero y experiencias después de nacer. Nuestra broma de familia acerca de los puntos que le tuvieron que coser a uno de nuestros gemelos cuando se cortó el labio superior es que él quería diferenciarse de su hermano gemelo idéntico. Además de los golpes de la vida, los moretones y los cortes de cabello diferentes, el ADN de un niño está constantemente adaptándose a las experiencias de ese niño. Tramos diferentes del ADN de una persona se pueden encender o apagar en respuesta al ambiente; en consecuencia, con el tiempo, el ADN de un par de gemelos idénticos se vuelve más y más distintivo. Todos los gemelos, ya sean fraternos o idénticos, son verdaderamente 2 personas únicas y separadas.