理论上，同卵双胞胎的DNA是一样的，但由于环境的影响，同卵双胞胎长大后，细胞核中的DNA基本是相同的，但细胞质中的DNA，也就是存在于线粒体内的DNA在数量上可能会存在一些差别。同卵双胞胎或许并不是完全一致的。
有科学家指出，同卵双胞胎的基因编码是相同的，但在同卵双胞胎的多年成长过程中，他们在基因的表达上是不同的。这不是指他们的基因编码发生了变化，而是出生后的人体化学变化造成基因的表达有异。
2012年11月，在美国人类遗传学协会的会议上提出，虽然同卵双胞胎可能共享他们全部的DNA，但他们在发育早期会出现数百种基因变化，这些变化让他们向不同的方向发展。这或许能够部分解答为什么一个双胞胎患上癌症而另外一个能够保持健康。这项研究也表明这些基因变化出人意料的普遍存在。麦吉尔大学的流行病学专家同时也是这项研究提出者说道：“这种情况并非同人们之前认为的那样罕见。”
同卵双胞胎的性格特点
同卵双胞胎的性格特点可能比较相似，但是也可能有很大差别。影响同卵双胞胎性格差异主要是后天的生活和习惯。在1930年代，美国做过一个相当大规模的研究，就是福利机构把收养到的同卵双胞胎的孩子送给差别较大的家庭收养，目的是看同卵双胞胎在完全不同的环境中，但是结果显示，经过这样大差别的成长环境后，他们任由相同或者是相似的经历。这就表明了决定人性格的50%的因素是先天遗传基因。而如果导致同卵双胞胎的孩子成长后性格不同的话，也是有一定的原因的。
同卵双胞胎在出生时具有完全相同的基因，科学家们经过长期思考认为，敏感的环境因素似乎能够确定是否双胞胎随着长大开始表现出差异。年轻的双胞胎具有几乎同样的遗传外形，但他们的基因特性却随着年龄的增长变得越来越不同。随着年龄的增长，已经个人情感经历等的不同，这样先天具有相同性格的同卵双胞胎的在后天的改变下也会变得不一样。