免疫系统的遗传基础是非常复杂的。好些遗传性免疫缺陷涉及免疫防护机制的各个部分。主要组织相容性复合物在自我识别中是重要的。主要组织相容性位点的遗传属常染色体隐性遗传，所以同胞中有25%的机会带有同样的主要组织相容性位点。组织相容性位点对器官移植是重要的，它对器官和骨髓移植是否耐受起着主要作用。免疫系统的其他成分包括红细胞表面的分子，它们在输血中会引起免疫反应。在输血反应和母亲-胎儿抗原不相容中ABO和Rh红细胞抗原系是特别重要的。

克隆是从一个体细胞衍生出来的，而不是来自于配子的融合(卵和精子)。从单个细胞克隆哺乳动物最近已获成功。嵌合体是由不同遗传来源的细胞(如移植，胚胎融合)构成的个体。相反，单卵双胎则是在一个精子使一个卵受孕后发育出来的两个个体。