El quimerismo es un trastorno genético cuya teoría postula que dos cigotos, tras la fecundación, se combinan formando uno solo que se desarrolla normalmente. El ser vivo resultante posee entonces dos tipos de células diferentes, cada una con distinta constitución genética. En la mayoría de los casos reportados, las células de órganos o zonas distintas del cuerpo tienen ADN distinto, como si fueran dos personas en una sola. Una variante de esta enfermedad genética es el microquimerismo en el cual los niveles de quimerismo son bajos. En este caso, hay células con una dotación de genes propia del individuo y otras con un perfil de ADN que solo es similar en un 50%, como el caso de un hermano; estas células pertenecerían a los gemelos bivitelinos de los animales. Corinna Ross, investigadora de la Universidad de Nebraska, descubrió que en los inicios del desarrollo fetal, los mellizos titíes comparten suministro sanguíneo y placentas fusionadas, permitiendo un flujo abundante de células fetales entre los miembros de la camada. Saber cómo los monos titíes mantienen la tolerancia inmunitaria a tantas células foráneas a lo largo de la vida ayudaría a los investigadores que tratan de impedir el rechazo humano de los órganos trasplantados o de los trasplantes de médula. Según un programa especial realizado por Discovery Channel y presentado en el año 2008, esta enfermedad es causada por dos óvulos que han sido fertilizados durante el acto sexual, los cuales, antes de tres semanas, se unen y crean un ser con doble material genético, pero pueden existir casos en los cuales estos cigotos que se unen generan, en forma individual, individuos de diferente sexo, por lo que dentro de este caso existe la posibilidad de que el ser resultante sea un pseudohermafrodita, con células de su cuerpo con genotipo correspondiente a los dos sexos. Asimismo pueden existir casos donde el color de la piel no esté definido y pueda tener manchas por el cuerpo. Por eso, las personas quiméricas pudieron haber sido normalmente dos gemelos dicigóticos o mellizos. Una de las cosas más impresionantes es el cambio de rasgos que puede ocurrir después de un traumatismo: las células se regeneran con los rasgos genéticos del otro código genético.

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A genetic chimerism or chimera (also spelled chimaera) is a single organism composed of cells from different zygotes. This can result in male and female organs, two blood types, or subtle variations in form. Animal chimeras are produced by the merger of multiple fertilized eggs. In plant chimeras, however, the distinct types of tissue may originate from the same zygote, and the difference is often due to mutation during ordinary cell division. Normally, genetic chimerism is not visible on casual inspection; however, it has been detected in the course of proving parentage. Another way that chimerism can occur in animals is by organ transplantation, giving one individual tissues that developed from two genomes. For example, a bone marrow transplant can change someone's blood type.

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