3細線期：染色質凝集，染色體雖已複製，但染色體仍呈單條細線，看不到成雙的結構。染色體端粒部開始與核膜附著斑相連，這有利於同源染色體配對。同源染色體是指形態、大小點朝向兩極。此期二價體仍有交叉聯係著。
4後期I二價體中的兩條同源染色體彼此分開，分別向兩極移動。每一獲得每對同源染色體中的一條。不同的同源染色體對即非同源染色體（指不同對染色體）之間在染色體分向兩極時相互間是獨立的，因而父方、母方來源的非同源染色體間隨機組合，有利於精、卵細胞內的基因組變異。如人有23對染色體，父母雙方有223的組合方式。由於還有父母染色體單相同，一條來自父方，一條來自母方的一對染色體。
5偶線期：兩條同源染色體側麵緊密進行配對，此現象稱為聯會。此種配對是專一性的。這時期有殘餘的DNA。有人認為這種合成可能和配對機製有關。聯會的結果，每對染色體形成一個二價體。在具有對染色體的細胞中，將形成價體。
用電鏡觀察，在同源染色體配對時，每條染色體從某幾點開始，連於側體，二個側體相配、夾以中體，形成聯會複合體。側體以許多棒狀結構與中體相連。聯會複合體是前提，雄性果蠅中無聯會複合體，不發生交換。
粗線期：染色體進一步螺旋變得粗短，在顯微鏡下可以看到，每一條染色體都由兩條染色單體構成。一個二價體有四條染色單體，叫四分體。同源染色體的染色單體之間互稱為非姐妹染色單體。在線期可發生同源染色體單體橫向斷裂，並在斷裂處發生兩條同源染色體單體間的交換，即重組。此時期在聯會複合體梯狀結構中間出現重組小節，為球形、橢圓形或棒狀。
雙線期：聯會複合體解體。同源染色體相互排斥趨向分離。互換後的染色體出現交叉。此期合成活躍，存於卵中。人類胚胎卵巢中的卵母細胞5個月可達這一階段，誕生後經兒童期，性成熟，直至排卵之前，此期可維持50年之久。每月有一次卵成熟，打破此種阻抑，進入減數分裂的其餘階段。
終變期：染色體更加變粗變短。交叉移行至染色體的末端，稱為端化。核仁、核膜消失，紡錘體開始形成。
中期I各四分體排列形成赤道板，紡錘絲與著絲點相連，使兩條同源染色體的著絲體間的重組混合，因而除了同卵孿生之外，幾乎不可能得到遺傳上相同的後代。
末期I染色體到達兩極。去凝集、解旋鬆散；核膜、核仁出現；細胞質也分開，形成兩個子細胞。每個子細胞各具有10個二分體，即11個複製了的染色體。有些生物配子形成時，沒有末期，由後期直接進入第二次減數分裂前期。
（二）減數分裂
1間期I時間很短，不進行人複製，有些生物沒有間期I，直接進入前期I。
2前期I核仁、核膜消失，每個細胞隻有分體。
3中期I各二分體排列形成赤道板。
4後期I每個二分體的著絲粒分裂，形成兩個單分體，並分別移向兩極。
5末期I兩極各得到一組單分體，形成兩個子細胞核，結果每個細胞各具有10個單分體，即10條染色體。
在人的有性生殖過程中，經減數分裂所形成的精子或卵子都是單倍體在受精過程中，精、卵結合成受精卵，乂恢複了原來的二倍體正因為如此，才能夠保持人類的染色體數目相對穩定，也就保證了人類的遺傳性狀相對穩定。
在第一次成熟分裂過程中存在著同源染色體的聯會和分離，所以經過減數分裂後，成對的染色體分別進入不同的生殖細胞。減數分裂中同源染色體的分離正是分離定律的細胞學基礎。
不同對的染色體，經過兩次成熟分裂，是否共同進入一個生殖細胞.完全是隨機的。在有兩對染色體的細胞中，經過減數分裂，將形成4種染色體組成不同的生殖細胞。如果細胞有三對染色體，經過減數分裂，就會形成8種染色體組成不同的生殖細胞。人類細胞中有23對染色體，經過減數分裂，就會形成8種染色體組成不同的生殖細胞。如果再考慮每個二價體平均形成236個交叉，換的結果，將改變染色體的構成.這又會增加生：細胞中染色體組成的差異，因此，由減數分裂所形成的生殖細胞的差異更會廣泛得多！這是有性生殖過程中所表現出來的複雜遺傳現象的細胞學基礎。