Die Ausprägung einzelner Merkmale ist über Generationen hinweg genetisch festgelegt. Bestimmte Eigenschaften treten daher in Individuen aufeinanderfolgender Generationen immer wieder in gleicher Art und Weise auf. Gregor Mendel hat sich diese Beobachtung zunutze gemacht und durch konsequente Kreuzungsanalyse von Pflanzen mit ausgewählten Merkmalen die Grundregeln der Vererbung erkannt. Eine wichtige Erkenntnis ist, dass es für Gene unterschiedliche Ausprägungsformen (Allele) gibt. In den diploiden Zellen eines Organismus können zwei identische (homozygote) oder zwei unterschiedliche (heterozygote) Allele vorhanden sein. Im heterozygoten Zustand ist phänotypisch häufig nur das eine (dominante) Allel erkennbar. Viele phänotypische Merkmale werden jedoch nicht durch ein einziges Gen bestimmt, sondern durch das Zusammenspiel mehrerer Gene (polygene Vererbung). Diese Eigenschaften von Genen führen zu Phänotypen, die sich nicht einfach nach den Mendel’schen Gesetzen vorhersagen lassen, sondern komplexer genetischer Analysen bedürfen.