異卵雙胞胎的鑑定方法很多。首先，如果雙胞胎的性別不同，那麼他們肯定是異卵雙胞胎。如果性別相同，那麼還需要進一步的區分。一般可以根據胎盤來進行辨別，若只有一個胎盤說明是同卵雙胞胎，兩個胎盤就是異卵雙胞胎。但由於胎盤、胎膜的狀況與雙胞胎的卵性有一定關係，因此單純依靠胎盤來判斷是有可能出錯的。
有些人會通過相貌來判斷是否異卵雙胞胎，有的雙胞胎就像一個模子裡刻出來似的，他們多半是同卵雙胞胎，長得不太像的則多半是異卵雙胞胎。這種方法確實有一定的科學依據。但是，單靠相貌還遠遠不夠，還必須包括一些其他特徵，如皮紋、頭髮的顏色、頭髮的形式和密度、眼虹膜的顏色和結構、前後髮際、耳垢、耳廓、鼻形、臉形、唇形、眼瞼、齒列、有無中指毛、皮膚的顏色和結構、雀斑、苯硫脲(PTC)的嘗味能力等。
還可以通過血型鑑定來實現。一般必須聯合測定幾種血型，如ABO、P、MN、S、Rh等，測定的血型越多，準確性越高。有一種及以上的血型不同，則為異卵雙胞胎。如果全部相同，則可以在一定的概率水平下說他們是同卵雙胞胎。
更可靠的方法就是鑑定DNA。其工作原理和親子鑑定的差不多。一般，同時測定9個基因位點，鑑定結果的可靠性可以達到99%以上。雙胞胎只需要提供很少的血液，就可以完成鑑定。這種工作在法醫鑑定中心即可完成。
