高度重复序列是指在基因组中出现频率极高的一组基因序列，其重复频率可达百万次以上，因此复性速度快。这些序列在基因组中所占的比例因物种而异，通常在10%-60%之间，而在人类基因组中约占20%。

倒位重复序列是一种特殊的高度重复序列，其复性速度非常快，甚至在极低的DNA浓度下也能迅速复性，因此也被称为零时复性部分。这些序列由两个相同顺序的互补拷贝在同一DNA链上反向排列构成。当DNA变性和复性时，同一链上的互补拷贝能够形成链内碱基配对，产生发夹状或"+"字形结构。倒位重复序列间的间隔可以有一个或多个核苷酸，也可能不存在间隔。无间隔的情况被称为回文结构，约占所有倒位重复序列的三分之一。倒位重复单元长约300bp或稍短，相邻单元之间平均间隔1.6kb，而两个倒位重复单元之间的平均距离约为12kb，大多数情况下分散在整个基因组中。

卫星DNA是另一种类型的高度重复序列，其重复单元通常由2-10bp组成并串联排列。由于其碱基组成与其他部分不同，可以通过等密度梯度离心法将卫星DNA与主要DNA分离，因此得名。在人类细胞组中，卫星DNA约占5-6%。根据其浮力密度的不同，人类卫星DNA可分为I、II、III、IV四种类型。果蝇的卫星DNA已被解析，分为三种类型，均由7bp组成的高度重复序列构成：卫星I为5'-ACAACT-3'，卫星II为5'-ACAAATT-3'。而螃蟹的卫星脱氧核糖核酸则是由仅有AT两种碱基的重复序列组成。

这种重复序列是灵长目特有的。通过使用限制性内切酶HindⅢ处理非洲黑脸绿猴的DNA，可以获得重复单元为172bp的高度重复序列，其中大部分由交替的嘌呤和嘧啶组成。人们称此类重复序列为α卫星DNA。人类的α卫星DNA更加复杂，包含多种不同的重复序列家族。

反向重复序列经常出现在DNA复制起始区附近，并且许多反向重复序列是蛋白质（包括酶）和DNA结合的位置。

脱氧核糖核酸的重复序列可以转录成核内不均匀核糖核酸分子，而一些反向重复序列形成的发夹结构有助于稳定RNA分子，防止其降解。

几乎所有的转座因子末端都含有反向重复序列，长度从几个bp到1400bp不等。这些序列能够形成回文结构，在转位过程中既能连接非同源基因，又能被特异性酶识别。

不同物种的高度重复序列的核苷酸序列各不相同，具有种属特异性，但近缘物种之间也有相似之处。例如，人类的α卫星DNA长度只相差一个碱基（分别为171bp和172bp），并且碱基序列有65%相同，这表明它们源自共同的祖先。在进化过程中，某些区域保持保守，而其他区域的碱基序列则积累了变化。

同一种属中不同个体的高度重复序列的重复次数不同，这可以作为每个个体的独特特征。

α卫星脱氧核糖核酸聚集在染色体着丝粒附近，可能与染色体减数分裂时的染色体配对有关，即同源染色体之间的联会可能依赖于具有染色体专一性的特定卫星DNA序列。