各条DNA螺旋间的交互作用不常发生，在人类细胞核里的每个染色体，各自拥有一块称作“染色体领域”的区域。染色体之间在物理上的分离，对于维持DNA资讯储藏功能的稳定性而言相当重要。
不过染色体之间有时也会发生重组，在重组的过程中，会进行染色体互换：首先两条DNA螺旋会先断裂，之后交换其片段，最后再重新黏合。重组作用使染色体得以互相交换遗传讯息，并产生新的基因组合，进而增加自然选择的效果，且可能对蛋白质的演化产生重要影响。遗传重组也参与DNA修复作用，尤其是当细胞中的DNA发生断裂的时候。
同源重组是最常见的染色体互换方式，可发生于两条序列相类似的染色体上。而非同源重组则对细胞具有伤害性，会造成染色体易位与遗传异常。可催化重组反应的酵素，如RAD51，称为“重组酶”。重组作用的第一个步骤，是内切酶作用，或是DNA的损坏所造成的DNA双股断裂。重组酶可催化一系列步骤，使两条螺旋结合产生Holliday交叉。其中每条螺旋中的单股DNA，皆与另一条螺旋上与之互补的DNA连结在一起，进而形成一种可于染色体内移动的交叉形构造，造成DNA链的互换。重组反应最后会因为交叉结构的断裂，以及DNA的重新黏合而停止。