异卵双胞胎的鉴定方法很多。首先，如果双胞胎的性别不同，那么他们肯定是异卵双胞胎。如果性别相同，那么还需要进一步的区分。一般可以根据胎盘来进行辨别，若只有一个胎盘说明是同卵双胞胎，两个胎盘就是异卵双胞胎。但由于胎盘、胎膜的状况与双胞胎的卵性有一定关系，因此单纯依靠胎盘来判断是有可能出错的。
有些人会通过相貌来判断是否异卵双胞胎，有的双胞胎就像一个模子里刻出来似的，他们多半是同卵双胞胎，长得不太像的则多半是异卵双胞胎。这种方法确实有一定的科学依据。但是，单靠相貌还远远不够，还必须包括一些其他特征，如皮纹、头发的颜色、头发的形式和密度、眼虹膜的颜色和结构、前后发际、耳垢、耳廓、鼻形、脸形、唇形、眼睑、齿列、有无中指毛、皮肤的颜色和结构、雀斑、苯硫脲（PTC）的尝味能力等。
还可以通过血型鉴定来实现。一般必须联合测定几种血型，如ABO、P、MN、S、Rh等，测定的血型越多，准确性越高。有一种及以上的血型不同，则为异卵双胞胎。如果全部相同，则可以在一定的概率水平下说他们是同卵双胞胎。
更可靠的方法就是鉴定DNA。其工作原理和亲子鉴定的差不多。一般，同时测定9个基因位点，鉴定结果的可靠性可以达到99%以上。双胞胎只需要提供很少的血液，就可以完成鉴定。这种工作在法医鉴定中心即可完成。
同卵双胞胎和异卵双胞胎
双胞胎根据受精卵是否相同分为同卵双胞胎和异卵双胞胎。双胞胎怀孕当中，由同—个卵分裂而成的，称为同卵双胞胎，大约占所有双胞胎的1/3；由两个不同的卵发育成的双胞胎，则称为异卵性双胞胎，约占2/3。
同卵双胞胎是有一个卵子受精而来，一般胎儿的性别是一样的。在受精卵分裂时，发生了卵裂（有丝分裂），即一个受精卵在发育初期分裂成两个完全相同的子细胞（胚胎）。两个胎儿可以在一个羊膜腔内。这种情况下，两个胎儿活动时常可导致脐带缠绕，有可能会影响胎儿发育。
异卵双胞胎是由两个卵子分别受精而来，可能是都是男宝宝或者女宝宝，也可能是一男一女的龙凤胎。因某种原因同时排出两个卵子并同时受精，就产生了两个不同的受精卵。这两个受精卵各有自己的一套胎盘，因此两个个体差异很大。
异卵性双胞胎与家族遗传（尤其是母系遗传）、人种（黑人较多）、母亲年龄较大者、生产次数较多者有关，而同卵性双胞胎则与上述因素无关，纯粹是偶然发生的现象。最近医学界在治疗不孕症时，往往使用排卵促进剂，因而常会排出两个以上的卵子，所以双胞胎、三胞胎的情形屡有所闻。