Гетерозиготные близнецы появляются в момент зачатия, когда две яйцеклетки соединяются с двумя отдельными сперматозоидами, причем поставщиком сперматозоидов может быть один отец, а может быть и два отца. Гетерозиготные близнецы также известны как близнецы, развивающиеся из двух оплодотворенных яйцеклеток. Они развиваются в результате соединения двух яйцеклеток с двумя разными сперматозоидами одновременно или последовательно. Если у женщины овуляция происходит с двумя яйцеклетками, она склонна к такому типу двойни, если в это время она занимается сексом. Этот тип двойни может возникнуть и у женщин, которые не ведут беспорядочную половую жизнь. Если женщина занимается сексом с разными мужчинами в период овуляции, то существует вероятность того, что оплодотворение может произойти из спермы двух разных мужчин, что приведет к образованию гетерозиготных близнецов при одной беременности от одной матери и отца. Однако вероятность появления близнецов при использовании разных сперматозоидов очень мала.