O dată cu apariţia geneticii ca ştiinţă şi dezvoltarea mijloacelor de investigaţie, s-a putut da un răspuns la diverse întrebări. Deoarece în genetica umană nu se pot efectua încrucişări dirijate, pe lângă unele metode de genetică vegetală sau animală, sunt utilizate metode particulare de investigaţie.
Metoda genealogică
Metoda genealogică (metoda pedigreului) constă în cercetarea modului de transmitere în descendenţă a unor caractere şi maladii ereditare timp de mai multe generaţii, pornind de la un proband (un individ la care a fost depistat un anumit caracter particular). În urma analizei modului de transmitere a unor caractere în descendentă, se alcătuieşte un arbore genealogic. Arborele genealogic (pedigriul) constă în reprezentarea grafică a fenotipurilor indivizilor dintr-o familie dată, sau dintr-un grup de familii înrudite, timp de mai multe generaţii.
Metoda studiului gemenilor monozigoţi
Metoda studiului gemenilor monozigoţi a fost iniţiată de Francisc Galton, vărul savantului englez Charles Darwin. Gemenii monozigoţi prezintă aceeaşi bază ereditară, au întotdeauna acelaşi sex şi rezultă în urma separării celor două celule rezultate în urma primei diviziuni a zigotului (cele două blastomere devin zigoţi secundari). Deoarece ei au aceeaşi bază genetică, analiza şi depistarea eventualelor modificări fenotipice surprind efectul condiţiilor din mediu asupra genotipului, precum şi labilitatea sa (respectiv mutaţiile).
Metoda studiului familiilor consangvinizate şi a populaţiilor izolate endogame
În unele cazuri, în unele comunităţi izolate geografic, etnice sau religioase, are loc consangvinizarea, respectiv căsătoria între rude apropiate (căsătorii între veri, între unchi şi nepoate etc.). În acest fel, unele gene recesive pot ajunge în stare homozigotă şi se pot manifesta fenotipic. În mod frecvent, în populaţiile mici, separate de alte populaţii umane, are loc endogamia (încrucişarea între indivizii aceluiaşi grup), care conduce la consangvinizare şi homozigotare. În populaţiile mici, maladiile şi malformaţiile se află în procentaj ridicat, datorită fenomenului de consangvinizare. Astfel, albinismul întâlnit cu frecvenţă redusă în populaţia umană (1/20 000 de indivizi), prezintă o frecvenţă mare (1/400) la amerindienii din Panama, precum şi în unele state din SUA.
Metoda citogenetică
Metoda citogenetică constă în studiul cariotipului normal şi patologic, studiul cromatinei sexuale şi a apendicilor nucleari. Prin utilizarea acestei metode, sunt depistate anomaliile citogenetice (anomalii structurale sau numerice ale cromozomilor).
Metoda biochimică
Metoda biochimică reprezintă totalitatea metodelor utilizate pentru studiul acizilor nucleici, a structurii genelor normale sau pateologice, a funcţionării lor în trascripţie şi translaţie ş.a. În cadrul acestei metode este inclusă şi ingineria genetică, ce constă în sinteza artificială a genelor şi manipularea lor în genotipuri.
Metoda hibridării somatice şi moleculare
Metoda hibridării somatice şi moleculare permite localizarea genelor în cromozomi şi întocmirea hărţii genetice la om. În cadrul proiectului Genomul Uman, a avut loc descifrarea a circa 30 000 – 35 000 de gene umane.
Metoda matematică
Metoda matematică, aplicată la nivelul statistic de investigaţie în genetică umană, permite determinarea frecvenţei genelor normale sau mutante în populaţia umană, stabilirea determinismului polifactorial al unor caractere ş.a.