女性的两侧卵巢轮流产卵，故一般情况下女性只排出一个卵子，产生受精卵。偶尔，女性也可能制造两个卵子，两个卵子分别与精子结合，就会产生一对异卵双胞胎，如果这两个精子分别来自不同的男性，那么就是题中所说的同母异父双胞胎了。
双胞胎同母异父形成的原因
1、对于一个男性在这么不确定的时间里，想要遇到一个女性正好排出两个卵子，正好赶上她的最佳受孕时刻，正好在这一时刻前后有另一名男性与其发生关系，而结合成的受精卵正好是一人一个这概率非常的低。双胞胎分为两种,同卵双生和异卵双生,前者是由一个受精卵分裂形成,后者则是同时有两个卵子受精形成受精卵。
2、进行试管婴儿手术时，可以通过把多个胚胎植入子宫的方法来培育双胞胎，但是由于成功率不高，并不能保证一定能怀上双胞胎，也可能是单胎或多胞胎。使用促排卵药物，可以让女性排出多个卵子，有怀上双胞胎的可能，但是风险较大，近年来怀上五胞胎甚至七胎导致胎儿无法存活的案例也不少。
3、异卵双胞胎本身就是由不同的精子和卵子结合，所以在理论上能够解释，在国外也有关于异卵双胞胎检验DNA的结果父亲不是同一人，然而这样的情况少之又少，正常的双胞胎，的DNA检验父母应当都是相同的。