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La transfusion de jumeau à jumeau ne se produit généralement que chez les jumeaux monozygotes, en particulier lorsqu'ils sont monochoriaux.
Anatomiquement, il y a une anastomose artère-veine entre les jumeaux ; le donneur devient anémique et peut présenter un retard de croissance considérable, le receveur devient polyglobuleux, hypertendu et plus lourd que l'autre. Un cas extrême peut être la mort intra-utérine de l'un ou l'autre des jumeaux, bien que le donneur soit plus susceptible d'en souffrir.
Paradoxalement, si les deux jumeaux survivent jusqu'à l'accouchement, c'est le receveur qui peut avoir une évolution postnatale plus difficile ; l'effet de la surcharge peut être considérable.
Il convient de noter que l'anastomose artère-artère ou veine-veine a un effet différent ; s'il y a les deux, un fœtus acardiaque peut se développer ; dans d'autres circonstances, l'anastomose peut ne pas être remarquée.
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