用一个物种的单体或缺体作受体，代入另一物种（供体）的一条或一对染色体所获得的系统。

一个异源染色体在附加系中和代换系中的表型效应很不相同。如黑麦染色体1R附加到小麦染色体组上，长成的植株呈半矮生型和雌性不育。但当同样的1R代换了小麦的5A染色体后，则生活力正常、雌性能育。显然，代换效应常随所取代的小麦染色体而有差异。利用染色体代换，不仅能进行遗传研究，且对育种工作也是一种有效的手段。如栽培品种间染色体代换，便可直接应用于农业生产，已报道的中国春的卡尔德斯普利斯的1D、6D、7D代换系均有较高的产量。

代换系减数分裂的稳定性是其特点之一。在小麦代换系中，由于异种染色体的存在引起不配对以致偶然丢失，但它产生的具20条染色体的配子实际是缺少一条小麦染色体的缺体配子，当与具21条染色体的代换配子竞争时，缺体配子必然处于不利地位，使代换配子获得受精机会，从而保证了代换系的遗传。而在附加系中的异种染色体由于不配对丢失后，产生的却是具21条全套小麦染色体的正常配子，它们与具22条染色体的附加配子竞争，显然更具优势。所以附加系经一系列世代后势必回复为原来的小麦亲本类型，这也是附加系不稳定的原因之一。

代换系的另一个重要方面是异源染色体对所取代的染色体的补偿效应。如黑麦的2R只能代换小麦第6组群的染色体，黑麦的1R可代换小麦的1B等。然而异源染色体的补偿程度很不一致，如偃麦草对小麦3D、3A的代换系均比轮回亲本——推广小麦品种产量低，品质也差。克服代换过程中不利影响的方法，可加强选择以排除异源染色体的有害作用和发挥有利的补偿效应；或利用节段易位，除去异源染色体的不利节段，实现目的基因的有效转移。