Thực ra, sinh đôi khác cha không nhiều nhưng không phải quá hiếm. Thông thường trong 1 chu kỳ kinh nguyệt, mỗi phụ nữ chỉ rụng 1 trứng. Nhưng có những người có thể rụng 2 trứng hoặc nhiều hơn. Nếu người mẹ chỉ quan hệ với 1 người đàn ông thì cặp song sinh sẽ cùng bố. Tuy nhiên, nếu quan hệ với hơn 1 người đàn ông cùng thời kỳ rụng trứng thì hiện tượng sinh đôi khác cha sẽ xảy ra, dẫu chỉ là tỷ lệ rất nhỏ.
Xét nghiệm ADN xác định chính xác những điều kỳ lạ trong sinh sản.
Song sinh là hiện tượng đa thai phổ biến, khi người mẹ sinh ra 2 em bé trong cùng 1 lần mang thai. 2 em bé sinh đôi có thể giống nhau về giới tính và diện mạo nhưng cũng có thể khác biệt hoàn toàn cả về giới tính lẫn dung mạo. Điều này tùy thuộc hoàn toàn vào quá trình mang thai của người mẹ là sinh đôi cùng trứng hay sinh đôi khác trứng.
Theo y học, song sinh cùng trứng là hiện tượng 1 trứng được 1 tinh trùng thụ tinh rồi tách làm 2 trong giai đoạn phát triển thành hợp tử và phát triển thành 2 bào thai riêng biệt. Những thai nhi trong trường hợp này giống nhau như giọt nước cả về hình thức và cấu trúc gene. Hai bé cũng thường có cùng giới tính.
Sinh đôi khác trứng là khi người phụ nữ rụng đồng thời 2 trứng trong cùng một chu kỳ kinh nguyệt và cả 2 trứng này được thụ thai bởi 2 tinh trùng khác biệt. Trong trường hợp này, 2 thai nhi cùng chia sẻ tử cung của người mẹ trong suốt hơn 9 tháng dài, nhưng phát triển theo những hướng hoàn toàn khác nhau. Trong trường hợp sinh- đôi khác trứng, rất có thể bố của 2 em bé không phải là 1 người.
Về trường hợp song sinh khác cha xảy ra khi người mẹ rụng nhiều trứng trong cùng một chu kỳ kinh nguyệt và quan hệ với hơn 1 đối tượng, mỗi trứng có thể được thụ tinh bởi 1 người đàn ông khác nhau, dẫn tới sự khác biệt lớn của cặp song sinh. Khi người mẹ đã có thai lại thụ thai thêm 1 lần nữa khi trứng thứ hai thụ tinh với 1 tinh trùng khác trong cùng tháng. Nên 2 đứa trẻ sẽ khác cha. Thậm chí 2 đứa trẻ sinh đôi có thể không chào đời cùng 1 lần sinh.
Ngoài sinh đôi khác cha thì còn một hiện tượng hy hữu trong giới y học nữa là phụ nữ có thể tiếp tục thụ thai khi đang mang bầu. Nghe thật vô lý nhưng điều này hoàn toàn có thể xảy ra nếu 1 noãn khác được thụ tinh trong lúc người mẹ đã mang bầu. Hiện tượng này gọi là bội thụ tinh khác kỳ. Điều đó xảy ra là khi người mẹ đang mang bầu mà vẫn rụng trứng và quả trứng đó gặp tinh trùng tạo thành thai nhi sau vài tuần khi hợp tử đầu tiên đã được hình thành. Nó cũng giải thích cho lý do tại sao khi chào đời, một bé song sinh sẽ lớn hơn và trưởng thành hơn so với bé kia.
Trên thực tế, tình trạng sinh đôi khác cha ít xảy ra trên khắp thế giới. Bởi lẽ hành trình để tinh trùng gặp được trứng rất gian nan, phải đi qua con đường dài và trải qua một hệ thống sinh sản rất khắc nghiệt. Vì vậy, cơ hội của 2 tinh trùng mà còn từ 2 người đàn ông khác nhau thụ tinh trên trứng của 1 người phụ nữ là thực sự hiếm gặp. Ngoài ra, nghiên cứu cho thấy tỷ lệ sinh đôi khác cha chỉ khoảng 1/13.000, con số cực kỳ thấp. Một lý do nữa mà chúng ta không thấy nhiều trường hợp tương tự như vậy nữa là nhiều trường hợp chưa được xét nghiệm ADN.
Hiện tượng sinh đôi khác cha tưởng chừng như hoang đường nhưng lại có thật. Cơ thể con người có bao nhiều điều đáng kinh ngạc mà chúng ta vẫn chưa khám phá hết được. Tuy nhiên, nhờ vào phần nào sự hỗ trợ của các công nghệ hiện đại, những điều kỳ lạ quanh ta đang dần được giải đáp.