תאומים לא זהים נוצרים בעקבות שתי הפריות נפרדות שהתרחשו באותו זמן. כל ביצית מופרית מתחלקת ומתפתחת לעובר. בדרך כלל משתחררת מהשחלה של האם ביצית אחת בלבד בכל חודש, אך לעתים משתחררות שתי ביציות ונודדות בחצוצרה. כאשר הן מופרות, כל אחת על ידי זרעון, נוצרים שני עוברים, שמשתרשים ברחם, ומתפתחים במקביל.