De flesta sjukdomar har en genetisk komponent. När det gäller sjukdomar som orsakas av en mutation på ett enda lokus och som har en tydlig fenotyp (mendelska sjukdomar) är det molekylärgenetiska tillvägagångssättet relativt enkelt. Identifiering och kloning av den muterade genen leder till en fullständig analys av den underliggande molekylära patologin och förklarar vanligtvis variationen i förekomst och svårighetsgrad. De flesta sjukdomar hos vuxna är dock inte av denna typ. Kranskärlssjukdomar, cancer, diabetes, artrit och psykiska sjukdomar har alla en genetisk komponent men ärvs sällan på ett mendelskt sätt. Multifaktoriella sjukdomar har både genetiska och miljömässiga komponenter som bidrar i olika proportioner hos en viss patient eller familj. De inblandade generna kan ha additiva effekter eller verka synergistiskt. Andra fall av samma sjukdom kan vara helt och hållet orsakade av miljöfaktorer. Molekylärgenetik gör det lättare att undersöka hur många gener som är inblandade i fall av multifaktoriella sjukdomar, deras relativa vikt i olika familjer och i samhället samt hur deras samverkan ser ut. Ett särskilt kraftfullt tillvägagångssätt är att studera en stor familj där enkel mendelsk segregering förekommer för en sjukdom som oftare är komplex eller sporadisk.