Selten aber doch kommt es vor, dass man ein Ei aufschlägt und anstelle eines Eigelbs deren zwei zum Vorschein kommen. Sehr wahrscheinlich stammt das Doppeldotterei von einer jungen Legehenne oder von einer Legehennenrasse mit hohem Körpergewicht. Beide produzieren öfter Doppeldotter.
Legehennen haben nur einen funktionsfähigen Eierstock, den linken. Der rechte bildet sich rasch zurück. Unter dem Einfluss von Hormonen reift im linken Eierstock eine Eizelle nach der anderen heran, lagert Nährstoffe ein und entwickelt sich zu einer Dotterkugel. Im Eileiter wird die Dotterkugel samt Eiweiß und Schalenhaut von der Eierschale umschlossen. Bei jungen Legehennen muss sich das hormonelle Gleichgewicht erst noch einstellen. In dieser Phase kommt es immer wieder vor, dass der Eierstock zwei Eizellen gleichzeitig abgibt und somit zwei Dotterkugeln in ein Ei gepackt werden. Theoretisch könnte ein Ei sogar bis zu vier Dotter enthalten.
„Doppeldottereier sind ein natürliches Phänomen“, betont Silke Raffeiner, die Ernährungsexpertin der Verbraucherzentrale Südtirol. „Ihr Auftreten sagt weder über die Haltung noch über die Fütterung der Legehennen etwas aus und hat auch nichts mit Gentechnik zu tun.“
Da Doppeldottereier meist überdurchschnittlich groß sind, kommen sie in Packungen mit großen oder sehr großen Eiern (Größe L bzw. XL) häufiger vor. Packungen mit kleineren Eiern enthalten kaum Doppeldottereier. In der Direktvermarktung werden die Eier meist nicht nach ihrer Größe sortiert. Wer Eier auf dem Bauernmarkt oder in einem Hofladen kauft, findet manchmal ein Doppeldotterei – besonders wenn ein Betrieb alle älteren Hennen zur gleichen Zeit durch junge Tiere ersetzt hat.
Abgesehen von der Anzahl der Dotter und der Größe unterscheidet sich ein Doppeldotterei nicht von einem Ei mit nur einem Eigelb. In einem befruchteten Doppeldotterei könnten sich rein theoretisch Zwillinge entwickeln. In der Praxis kann in einem Ei aufgrund des begrenzten Platz- und Nährstoffangebots aber jeweils nur ein Küken heranwachsen.