x染色体和y染色体在形态、大小及携带基因等方面存在差异。x染色体相对较大，携带的基因较多；y染色体相对较小，携带的性别决定相关基因等。
形态大小差异
x染色体呈较大的椭圆形等形态，y染色体形态较为短小，在显微镜下观察时可明显区分二者在形态大小上的不同。
基因携带区别
x染色体携带众多与多种生理功能相关的基因，涵盖了如视觉、凝血等多方面的基因信息；y染色体主要携带与男性性别决定密切相关的基因，如SRY基因等，对男性性腺分化等起关键作用。
遗传方式不同
女性的性染色体是xx，男性是xy，在遗传给后代时，女性传递x染色体，男性传递x或y染色体，这就导致了一些伴性遗传疾病在男女中的发病概率等有所不同。
对性别决定的作用
y染色体上的特定基因决定了胚胎向男性性别方向发育，而x染色体对于性别发育也有重要影响，但主要是y染色体在男性性别决定中起主导的关键作用。不同性别的个体因为性染色体组成不同，在一些与性别相关的生理特征、疾病易感性等方面都会产生差异，比如某些伴性遗传病在男女中的表现不同等情况，需要根据性染色体组成来综合考量个体的健康等多方面状况。