Biến dị tổ hợp là loại biến dị được hình thành do sự tổ hợp lại vật chất di truyền của bố mẹ. Giảm phân làm phát sinh các biến dị tổ hợp bằng cách tạo ra nhiều loại giao tử khác nhau nhờ sự trao đổi chéo tại kì đầu I và sự phân li độc lập của các nhiễm sắc thể trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng ở kì sau I:

- Trong kì đầu I của giảm phân, các nhiễm sắc thể tương đồng bắt cặp với nhau và có thể xảy ra trao đổi đoạn giữa các nhiễm sắc tử không chị em (trao đổi chéo) dẫn đến trình tự gene trên nhiễm sắc thể thay đổi làm xuất hiện biến dị tổ hợp.

- Do sự phân li độc lập của các cặp nhiễm sắc thể trong kì sau của giảm phân I nên các tế bào con nhận được các tổ hợp nhiễm sắc thể khác nhau → xuất hiện biến dị tổ hợp.