Homoloog on kromosoom, millel on sarnased tunnused teise kromosoomiga, mis on päritud erinevalt vanemalt. Meioosi ajal, kui kromosoomid paarituvad, et dubleerida, ühinevad homoloogid omavahel. Inimeste kehas on 23 paari homoloogseid kromosoome, mis koosnevad 23 kromosoomist, mis on päritud igalt vanemalt.
Paaris olevad kromosoomid on ühepikkused ja neil on samad alleelid, mis kodeerivad erinevaid tunnuseid, mis asuvad nende pikkuses samades kohtades. Kuid alleelid võivad olla erinevad. Inimesel võib olla üks alleel näiteks blondide ja üks pruunide juuste jaoks. Sõltuvalt sellest, milline on domineeriv, väljendatakse ainult ühte tunnust. Mõned inimesed pärivad kaks identset alleeli, ühe kummaltki vanemalt, sel juhul on homoloogipaaril identsed koopiad.
Iga homoloog suudab meioosi ajal leida sobiva kromosoomi ja paarituda. Mõlema kromosoomi geneetiline teave kopeeritakse uute rakkude loomise eesmärgil. Geneetikat uurivad inimesed nummerdavad paarid mugavuse huvides ja kui kromosoome analüüsitakse, on üks esimesi samme siduda kõik homoloogid, et kinnitada, et kellelgi on oodatav arv kromosoome, ja otsida ilmseid probleemi märke.
Sugukromosoomid on eriline erand reeglist, mille kohaselt on homoloogid tavaliselt ühepikkused. Kui geneetilistel naistel leiduvad X-kromosoomid on sama suurusega, siis meeste Y-kromosoom on tegelikult lühem kui X-kromosoom. Need kaks kromosoomi loovad homoloogipaari, kus paari pooled on erineva suurusega. X- ja Y-kromosoomide struktuuri varieeruvus peegeldab inimese evolutsiooni.
Teatud geneetiliste häiretega inimestel võivad kromosoomipaarid olla mingil moel häiritud. Mõnikord on kromosoomidel infot puudu, mistõttu on mittesugukromosoomid erineva suurusega, mõnel inimesel puuduvad teatud kromosoomid täielikult ja teistel inimestel on liiga palju kromosoome. Seda saab tuvastada karüotüübis, kromosoomide kujutises, mis on loodud värvimise ja mikroskoopia abil.
Mõistet “homoloog” kasutatakse bioloogias ka teises tähenduses, et kirjeldada tunnuseid, mille on organismidele edasi andnud ühised esivanemad. Paljudel organismidel on ühised füüsilised omadused, mis peegeldavad nende vastastikust geneetilist pärandit, näiteks imetajatel hobustest toakassideni esinevad esijäsemed. Kui ilmneb evolutsiooniline lahknevus ja füüsilised omadused arenevad uutel eesmärkidel ja erineval viisil, siis öeldakse, et need on analoogsed.