As células da linhagem germinativa multiplicam-se por divisões meióticas de modo semelhante às células somáticas. No entanto, quando entram nos processos da gametogênese, etapa final de seu programa de desenvolvimento, a divisão adquire aspectos especiais.

A meiose consiste, basicamente, em duas divisões nucleares, com síntese de DNA apenas uma vez, antes da primeira divisão. As células-filhas resultantes têm a metade do número de cromossomos, mas mantêm a mesma quantidade de DNA que as células-mães.

A prófase meiótica da primeira divisão é especial, pois nela ocorre o emparelhamento dos cromossomos homólogos que podem trocar pedaços entre si, fenômeno denominado de permuta, recombinação ou crossing-over.

A segunda divisão da meiose ocorre geralmente logo após o final da telófase da primeira divisão e é semelhante a uma mitose, com separação dos cromossomos homólogos após separação dos centrômeros. Assim, cada célula-filha terá metade do número de cromossomos, mas manterá a mesma quantidade de DNA existente na célula-mãe.

A mistura de cromossomos paternos e maternos que ocorre durante a segunda divisão meiótica e a troca de genes na permuta aumentam a variabilidade genética dos indivíduos nas populações. A existência de variabilidade genética é um dos requisitos fundamentais para que ocorra evolução.