Возможности определения половой принадлежности крови обусловлены различиями в строении половых хромосом у мужчин и женщин. Как известно у женщин имеются две Х-хромосомы (XX), а у мужчин Х и Y-хромосомы (XY). В судебной медицине разработаны методики для окрашивания клеток на предмет выявления в них Х и Y-хромосом. Если окрасить клетки красителями, реагирующими с Х-хроматином, то последующей микроскопией таких препаратов удается установить наличие светящихся глыбок Х-хроматина, что свидетельствует о женском поле крови. При использовании другого специального красителя в ядрах клеток крови наблюдаются светящиеся участки, которые называются Y-хроматином, их обнаружение свидетельствует о мужском поле крови.

У большинства людей имеется по две половых хромосомы, XX - у женщин и XY-у мужчин. Встречаются и так называемые аномалии половых хромосом, в частности, количественные. В таких случаях у отдельных индивидуумов имеется не две, а три, и даже более, половые хромосомы. Обнаружение такого факта может помочь в раскрытии и расследовании преступления, так как эта особенность - явление редкое. При микроскопическом исследовании препаратов крови в ядрах лейкоцитов женщин обнаруживаются небольшие хроматиновые островки, которые выступают из ядра в виде выростов. Таким образом, анализ строения ядер лейкоцитов позволяет определить половую принадлежность исследуемой крови. Это еще один метод, используемый судебными медиками для половой дифференциации крови.

В последнее время в связи с развитием методов молекулярной биологии разработана и используется на практике методика выявления Х и Y специфичных участков молекул ДНК. Она позволяет дифференцировать мужские и женские молекулы ДНК. И соответственно установить половую принадлежность как изолированных пятен мужской и женской крови, так и в тех случаях, когда объекты исследования находятся в смешанном состоянии.