同治皇帝载淳是咸丰皇帝奕詝与慈禧（叶赫那拉杏贞）的儿子。而光绪皇帝载湉是醇贤亲王奕譞与福晋叶赫那拉婉贞之子。奕詝为道光皇帝旻宁第四子，而奕譞为道光第七子，所以同治与光绪的父亲是亲兄弟，从父亲这边算，他们俩是堂兄弟。
慈禧太后与醇亲王福晋叶赫那拉婉贞都是叶赫那拉惠征之女，惠征曾任吏部笔帖式，因考核优异，外放道员。慈禧通过选秀入宫，步步高升成为懿贵妃后，婉贞也参加选秀，落选，被指定配予奕譞为嫡福晋，为奕譞生下四男一女，其中后来成为光绪帝的载湉为其第二子。所以从母亲的角度，同治与光绪是表兄弟。
同治帝十九岁早逝后，咸丰皇帝一脉无后，群臣商议由何人继承皇位，最后慈禧拍板，选定了自己妹妹的儿子载湉，从私心来说，一来是载湉年幼，可以由她继续把持朝政，二来载湉关系相比其他皇室子弟与她更亲近，是自己的亲外甥，所以选定了载湉。为了防止明朝嘉靖皇帝作为正德帝的堂弟继承皇位后，为自己的亲生父亲兴献王争皇帝名份的大礼议事件再度发生，于是，载湉入继为咸丰皇帝之子，从法理上来说，他脱离了与奕譞的父子关系，成为咸丰帝奕詝的儿子。从这个角度，同治与光绪可以算是亲兄弟。
顺便提一句，后来光绪死后无后，继承皇位的溥仪也是出自醇亲王一支，是末代醇亲王载沣之子，载沣为奕譞第五子，是光绪的异母弟，所以溥仪是光绪的亲侄子。
