つむじの向きや数は、生まれてから自然に増減するものではなく、母親の胎内にいる妊娠10〜16週目頃の胎児期に決定します。
胎児の脳や頭蓋骨が急激に発達・拡張する過程で、頭皮の皮膚組織が急速に引き伸ばされます。このとき、皮膚の毛包（毛根を包む組織）が斜めに引っ張られて渦巻き状の毛流が形成されます。つむじが多い理由として有力な医学的仮説は、胎児期の皮膚の成長起点（中心点）が複数生じ、それぞれのポイントで別々の毛流が生まれた結果とされています。
右巻きと左巻きの分布と遺伝的関連
日本人のつむじの向きは、右巻き（時計回り）が約50〜60%、左巻き（反時計回り）が約40〜50%とほぼ半々に分かれます。つむじの数や渦の方向には優性遺伝と劣性遺伝が複雑に絡み合っており、親がつむじを2つ以上持つ場合、子どもにも鳥居つむじの遺伝やつむじ複数化の素因が受け継がれる確率が高まる傾向にあります。
ただし、単純な単一遺伝子による遺伝ではなく、複数の遺伝子情報と子宮内環境が複合的に影響する「多因子遺伝」であるため、親につむじが4つなくても、赤ちゃんにつむじが4つ現れることは十分に起こり得ます。
