Kira-kira dua pertiga bayi kembar adalah fraternal, artinya bayi berasal dari dua sel telur, masing-masing dibuahi oleh sperma yang berbeda. Kedua bayi berbagi hubungan genetik yang sama seperti halnya kakak laki-laki atau perempuannya. Keduanya bisa sama atau berbeda satu sama lain dan mungkin tidak sama kelaminnya. Karena kedua bayi diawali dari dua embrio yang berbeda, masing-masing kembar fraternal memiliki kantung ketuban dan plasenta masing-masing. Fakta ini kadang-kadang digunakan pada saat persalinan untuk menentukan apakah kembar fraternal atau identik. Namun tidak selalu dapat ditentukan, karena plasenta dapat tercampur bersama selama kehamilan, membuat keduanya nampak seperti satu.
Kembar identik berasal dari bersatunya satu sel telur dan satu sel sperma, yang segera sesudah pembuahan terpisah jadi dua. Kedua bayi kembar ini mempunyai cirri-ciri dan jenis kelamin yang sama. Sekitar 25% adalah “ mirror twins,” artinya beberapa cirri identik mereka ada pada tempat kebalikannya, sehingga masing-masing anak merupakan cerminan dari kembarannya. Kembar identik biasanya memiliki kantung ketuban yang terpisah, tetapi berbagi plasenta yang sama. Meskipun kadang-kadang ada 2 plasenta, namun jarang sekali kembar yang hanya mempunyai satu ketuban dan satu plasenta. Kembar tiga juga dapat identik, dengan satu sel telur terpisah menjadi tiga embrio. Namun, lebih sering kembar tiga berasal dari sel-sel telur yang terpisah atau sebagai dua sel telur, salah satunya terpisah membentuk embrio ketiga.
Jika hal ini terjadi, dua bayi kembar identik dan yang ketiga bayi fraternal. Kembar lainnya yang lebih banyak seperti kembar empat dan kembar lima dapat terbentuk dengan cara yang sama.