Luân phiên thế hệ (còn gọi là xen kẽ thế hệ, metagenesis hay heterogenesis)[1] là một loại chu kì sống xảy ra ở thực vật và tảo thuộc Sinh vật lạp thể cổ và Heterokont; miêu tả sự tồn tại của hai giai đoạn riêng biệt hữu tính đơn bội và vô tính lưỡng bội. Trong các nhóm này, thể giao tử đơn bội đa bào với bộ nhiễm sắc thể n sẽ luân phiên với thể bào tử lưỡng bội đa bào với bộ nhiễm sắc thể 2n (tức có n cặp). Thể bào tử trưởng thành sẽ tạo bào tử bằng hình thức giảm phân (quá trình phân bào từ tế bào 2n thành tế bào n). Bào tử đơn bội nảy mầm thành thể giao tử đơn bội. Thể giao tử trường thành tạo giao tử đơn bội qua nguyên phân (không giảm số nhiễm sắc thể). Hai giao tử (đến từ hai cá thể khác nhau hoặc cùng một cá thể, nhưng phải cùng loài) kết hợp tạo thành hợp tử lưỡng bội. Hợp tử phát triển thành thể giao tử lưỡng bội. Chu kì này (chu kì luân phiên từ thể giao tử thành thể bào tử và ngược lại) là cách tất cả thực vật trên cạn và nhiều loài tảo thực hiện sinh sản hữu tính. Mối quan hệ giữa thể bào tử và thể giao tử không giống nhau ở tất cả thực vật. Ở những loài tảo có diễn ra sự luân phiên thế hệ, thể bào tử và thể giao tử sống tách biệt hẳn khỏi nhau; ngoại hình của hai thế này có thể giống nhau hoặc không. Ở rêu (rêu, rêu sừng và rêu tản), thể bào tử kém phát triển hơn thể giao tử và rất phụ thuộc vào thể giao tử. Dù thể bào tử của rêu và rêu sừng có thể quang hợp, chúng cần được bổ sung chất đồng hoá từ thể giao tử để phát triển và tạo bào tử, chúng cũng phụ thuộc về nước, khoáng và nitơ.[2][3]Ngược lại, tất cả thực vật có mạch hiện đại đều có thể giao tử kém phát triển hơn, mặc dù tổ tiên ở kỉ Devon của chúng có hai thể có độ phức tạp ngang nhau.[4] Ở dương xỉ, thể giao tử là một nguyên tản tự dưỡng, trên nguyên tản là các thể bào tử phụ thuộc không hoàn toàn để lấy chất dinh dưỡng. Ở thực vật có hoa, sự thoái hoá của thể giao tử lại càng dữ dội hơn: chúng chỉ còn là một vài tế bào phát triển hoàn toàn bên trong thể thể bào tử. Động vật thì sinh sản theo một cách khác hoàn toàn. Chúng trực tiếp tạo ra giao tử đơn bội. Không có bào tử đơn bội có khả năng nguyên phân nào được tạo ra, nên không có pha đơn bội đa bào. (Một số côn trùng có hệ thống xác định giới tính trong đó trứng chưa thụ tinh sẽ nở thành con đực đơn bội, còn trứng đã thụ tinh nở thành con cái lưỡng bội). Chu kì sống của thực vật và tảo có sự luân phiên giữa kì đơn bội đa bào và lưỡng bội đa bào được gọi là chu kì lưỡng-đơn bội. Chu kì sống không có sự luân phiên đó mà chỉ có một kì lưỡng bội đa bào (ví dụ như ở động vật) được gọi là chu kì lưỡng bội. Chu kì sống chỉ có một kì đơn bội đa bào được cọi là chu kì đơn bội.