細胞核中含有3個以上基本染色體組的個體。又分：（1）同源多倍體，例如同源四倍體由二倍體自然加倍或用秋水仙素人工加倍形成，每種染色體都有4條，由于這4條染色體都相同，所以常常不單是兩兩配對。在減數分裂前期它們既可能形成二價體，也可能形成三價體或四價體。結果產生的配子。往往含有不同數目的染色體，由此導致形成染色體數目不同的合子，因而育性不高。但栽培的大麗花（Dahliavariabilis）能形成正常的2x配子，是一種能保持正常配對的同源四倍體。（2）異源多倍體，由一兩個或兩個以上物種雜交，雜種自然加倍或人工加倍后形成。例如異源八倍體小黑麥，就是由普通小麥和黑麥雜交，雜種經人工加倍后形成的。普通小麥有21對染色體，起源于三個物種，染色體組為AABBDD，是異源六倍體；黑麥有7對染色體。染色體組為RR。普通小麥與黑麥雜交，F1染色體28個，染色體組為ABDR，高度不育。經過人工加倍，染色體組變為AABBDDRR，就成了異源八倍體小黑麥（Triticale）。多倍體多見于植物，動物甚少；但近年報道，象甲科（Curculionidae）、蓑蛾（Solenobia）等昆蟲以及一些無尾兩棲類動物等也都發現了多倍體。
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