염색체 비분리 현상(Chromosomal Nondisjunction)은 세포 분열 과정에서 염색체가 정상적으로 분리되지 않는 현상을 의미한다. 이 현상은 주로 감수분열(Meiosis)과 체세포 분열(Mitosis) 과정에서 발생할 수 있으며, 염색체가 한 쪽 딸세포에만 전달되고 다른 쪽에는 전달되지 않는 경우가 발생한다.

염색체 비분리가 발생하면 딸세포는 염색체 수가 정상보다 적거나 많아지게 된다. 감수분열에서 비분리가 일어나는 경우, 생긴 생식세포는 정상적인 염색체 수치보다 하나 많거나 하나 적은 상태가 된다. 이러한 생식세포가 수정되어 발생한 배아는 염색체 수의 불균형으로 인해 다양한 유전적 질환을 유발할 수 있다. 예를 들어, 다운증후군(21번 염색체의 삼염색체성), 에드워드증후군(18번 염색체의 삼염색체성), 파타우증후군(13번 염색체의 삼염색체성) 등의 염색체 이상 질환은 비분리에 의해 발생한다.

체세포 분열에서 비분리가 발생하면 암세포의 발생과 같은 유전적 변이를 초래할 수 있으며, 이는 종종 종양의 발생과 관련이 있다. 염색체 비분리 현상은 다양한 생물학적 과정에서 중요한 역할을 하며, 유전적 및 생리학적 연구의 중요한 대상이 된다.