雌體有相同的性染色體時，此性染色體稱為X染色體。在性別決定上，XX為雌，XY為雄。過去C．E．Mcclung（1901）在昆蟲中曾將此命名為副染色體（accessory chromosome）。通過多倍體、異倍體實驗證明，在果蠅的X染色體上可能具有導致雌性性征發育的基因，但也有可能是X染色體作為整體來決定雌性性別；而由常染色體決定雄性性別。在包括人類在內的高等哺乳類中，雌性個體細胞核中的2條X染色體，其中有一條異常凝縮，遺傳上表現為無活性。而參與促成這一去活過程的是一段名為Xist的非編碼RNA（non-coding RNA），但是其具體作用機制目前尚未被發現。
在人類約20000至25000個基因之中，X染色體約有900至1200個基因。
一般女性雖然都有兩條X染色體，但事實上有一條會惰性化，變成巴爾體（Barr body），這個作用稱為X去活性（X inactivation）或里昂化作用（lyonization，以發現者Mary F. Lyon命名）。