De fleste sygdomme har en genetisk komponent. For sygdomme, der skyldes en mutation på et enkelt locus og har en klar fænotype (mendelske sygdomme), er den molekylærgenetiske metode relativt enkel. Identifikation og kloning af det muterede gen fører til en fuldstændig analyse af den underliggende molekylære patologi og forklarer normalt variationen i forekomst og sværhedsgrad. De fleste sygdomme hos voksne er imidlertid ikke af denne type. Koronar hjertesygdom, kræft, diabetes, gigt og psykiske sygdomme har alle en genetisk komponent, men nedarves sjældent på en mendelsk måde. Multifaktorielle sygdomme har både genetiske og miljømæssige komponenter, som bidrager i forskellige proportioner hos en given patient eller familie. De involverede gener kan udøve additive virkninger eller virke synergistisk. Andre tilfælde af den samme sygdom kan være forårsaget udelukkende af miljømæssige årsager. Molekylærgenetik gør det lettere at undersøge antallet af gener, der er involveret i tilfælde af multifaktoriel sygdom, deres relative vægt i forskellige familier og i samfundet samt arten af deres samspil. En særlig effektiv metode er at undersøge en stor familie, hvor der forekommer simpel mendelsk segregation for en sygdom, som oftere er kompleks eller sporadisk.