Son gemelos monocigóticos aquellos que se originan a partir de un único óvulo y un único espermatozoide y por tanto comparten la misma carga genética. Lo que ocurre en estos casos es que el embrión se escinde en dos, y dependiendo del momento en el que esto sucede se pueden esperar distintas configuraciones en el desarrollo de la placenta. Cuando el embrión se escinde dentro de los cuatro primeros días tras la fecundación resulta en un embarazo bicorial-biamniótico, es decir, dos sacos y dos coriones independientes serán visibles (exactamente igual que en el caso de gemelos dicigóticos procedentes de dos embriones distintos). En el caso de escisión entre el 4º-8º día de desarrollo se producirá un embarazo monocorial-biamniótico (dos sacos contenidos en el mismo corion). Pasado el 8º día, la división del embrión generará un embarazo monocorial-monoamniótico (los dos fetos comparten el mismo saco y una placenta común). Un caso extremadamente inusual es la escisión del embrión más allá del 12º día, y tendría como resultado el desarrollo de gemelos siameses. Se estima que en la población general la incidencia de gemelos monocigóticos es del 0.40-0.45%.
Aunque la gran mayoría de los embarazos múltiples relacionados con tratamientos de fecundación in vitro son dicigóticos (derivados de dos embriones distintos), existen trabajos en la literatura que relacionan el uso de estas técnicas con un incremento de embarazos gemelares monocigóticos (en torno al 1.5-2%), aunque no sin cierta controversia. Es decir, transfiriendo un único embrión cabría esta pequeña posibilidad de embarazo gemelar.
No se conocen los motivos, pero se han propuesto distintos mecanismos que pudieran justificar este hecho, que van desde la manipulación mecánica de la zona pelúcida que envuelve al óvulo durante la ICSI (técnica de microinyección intracitoplasmática de espermatozoides), o la 
eclosión asistida (consiste en la perforación de la zona pelúcida para favorecer la implantación del embrión), o el endurecimiento de dicha estructura producido por la propia estimulación ovárica o durante el desarrollo del embrión en medios de cultivo en condiciones in vitro. Para que el embrión pueda implantar es necesario que escape de esta zona pelúcida que lo envuelve, situación que ocurre en el 5º-6º día de desarrollo embrionario, en estadio de blastocisto. La zona se fracturará por una acción mecánica del propio embrión junto con una acción enzimática que va a contribuir a debilitarla. Por lo general el embrión saldrá sin problemas a través de esta fractura, pero en ocasiones y bajo las circunstancias descritas anteriormente podría ocurrir una herniación del embrión que podría terminar con su escisión.
Jaime Guerrero, Director de la Unidad Operacional de Ovodonación del Instituto Bernabeu.
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