X染色体（X chromosome）是部分动物决定性别的染色体之一。它出现在X0和XY性别决定系统中。对一般人类来说，女性有两条X染色体，男性X、Y染色体各有一条。
在人类约20000至25000个基因之中，X染色体约有2000个基因。
一般女性有两条X染色体，有一条会惰性化，变成巴尔体（Barr body），这个作用称为X去活性（X inactivation）或里昂化作用（lyonization，以发现者Mary F. Lyon命名）。（参见：三色猫）不论生物遗传了几个X染色体，都只有一个X染色体会活性化，其余皆惰性化，使生物能正常发挥功能，并具有修复功能。
有些人的性染色体数目可能异常：
X性联隐性遗传病是指只有一个人所有的X染色体都有带病基因时才会发生的疾病。男性患上这些疾病的机会都比女性高，因为男性只有一个X染色体，而女性有两条。若女性其中一条有带病基因，另一条可以发挥作用，但可能也会有较轻微的症状出现，因为在每个细胞内去活性化的X染色体都是随机决定的，若在负责带病基因相关功能的细胞内去活性化的为带正常基因的染色体，就会有轻微的症状出现，例如带有色盲致病基因的女性，若在视网膜组织内有较多的带正常基因X染色体不活化，则该女性的辨色力会比基因型完全正常的女性要差。
若以XB表示正常基因，以Xb表示带病基因，则男性病者表示为XbY，辨色能力正常者为XBY；女性病者表示为XbXb，带因者为XBXb，功能正常亦非带因者为XBXB。排除子代的基因发生突变的因素的情况下，子代与父母辨色能力的关系如下：
常见的X性联隐性遗传病有：
此外，亦有显性遗传病，已知文献中，此遗传类型非常稀少。（父母任何一方为病患者便有可能传到后代）如：
