Dziedziczenie wielogenowe opisuje dziedziczenie cech, które są określone przez więcej niż jeden gen. Te geny, zwane poligeny, wytwarzają określone cechy, gdy są wyrażane razem. Dziedziczenie polygenowe różni się od Mendelowskie wzorce dziedziczenia, gdzie cechy są określone przez pojedynczy gen. Cechy polygenowe mają wiele możliwych fenotypy (cechy fizyczne), które są określone przez interakcje między kilkoma allele. Przykłady dziedzicznego dziedziczenia u ludzi obejmują takie cechy, jak kolor skóry, kolor oczu, kolor włosów, kształt ciała, wzrost i waga.
W dziedziczeniu wielogenowym geny przyczyniające się do cechy mają równy wpływ, a allele dla genu mają działanie addytywne. Cechy polygenowe nie wykazują całkowita dominacja podobnie jak cechy Mendla, ale wykazują niekompletna dominacja. W niekompletna dominacja, jeden allel nie dominuje całkowicie ani nie maskuje drugiego. Fenotyp jest mieszaniną fenotypów odziedziczonych po allelach macierzystych. Czynniki środowiskowe mogą również wpływać na cechy poligeniczne.
Cechy polygenowe zwykle mają rozkład w kształcie dzwonu w populacji. Większość osób dziedziczy różne kombinacje dominujących i recesywnych allele. Osoby te mieszczą się w środkowym zakresie krzywej, który reprezentuje średni zakres dla określonej cechy. Osoby na końcach krzywej reprezentują tych, którzy dziedziczą wszystkie dominujące allele (na jednym końcu) lub tych, którzy dziedziczą wszystkie recesywne allele (na drugim końcu). Na przykładzie wysokości większość ludzi w populacji spada na środek krzywej i ma średnią wysokość. Te na jednym końcu krzywej są wysokimi osobnikami, a te na drugim końcu są krótkimi osobnikami.
Kolor oczu jest przykładem dziedziczenia wielogenowego. Uważa się, że na tę cechę może mieć wpływ nawet 16 różnych genów. Dziedziczenie koloru oczu jest skomplikowane. Jest to określane przez ilość brązowego pigmentu melanina że dana osoba ma w przedniej części tęczówki. Czarno-ciemnobrązowe oczy mają więcej melaniny niż piwne lub zielone oczy. Niebieskie oczy nie mają melaniny w tęczówce. Zidentyfikowano dwa geny wpływające na kolor oczu chromosom 15 (OCA2 i HERC2). Kilka innych genów determinujących kolor oczu wpływa również na kolor skóry i kolor włosów.
Rozumiejąc, że kolor oczu zależy od wielu różnych genów, w tym przykładzie założymy, że jest on określony przez dwa geny. W tym przypadku skrzyżowanie dwóch osób o jasnobrązowych oczach (BbGg) stworzyłoby kilka różnych możliwości fenotypowych. W tym przykładzie allel dla koloru czarnego (B) dominuje nad recesywnym kolorem niebieskim (b) dla gen 1. Dla gen 2, ciemny odcień (SOL) dominuje i daje zielony kolor. Jaśniejszy odcień (sol) jest recesywny i daje jasny kolor. Ten krzyż dałby pięć podstawowych fenotypów i dziewięć genotypy.
Posiadanie wszystkich dominujących alleli powoduje czarny kolor oczu. Obecność co najmniej dwóch dominujących alleli powoduje kolor czarny lub brązowy. Obecność jednego dominującego allelu daje zielony kolor, natomiast brak dominujących alleli powoduje niebieski kolor oczu.
Jak kolor oczu, kolor skóry jest przykładem dziedziczenia wielogenowego. Ta cecha jest określana przez co najmniej trzy geny, a uważa się, że inne geny mają również wpływ skóra kolor. Kolor skóry zależy od ilości ciemnobarwnego pigmentu melaniny w skórze. Geny, które określają kolor skóry, mają po dwa allele i występują na różnych chromosomy.
Jeśli weźmiemy pod uwagę tylko trzy geny, o których wiadomo, że wpływają na kolor skóry, każdy gen ma jeden allel dla ciemnego koloru skóry i jeden dla jasnego koloru skóry. Allel dla ciemnego koloru skóry (RE) dominuje w allelu ze względu na jasny kolor skóry (re). Kolor skóry zależy od liczby ciemnych alleli danej osoby. Osoby, które nie odziedziczą żadnych ciemnych alleli, będą miały bardzo jasny kolor skóry, a osoby, które odziedziczą tylko ciemne allele, będą miały bardzo ciemny kolor skóry. Osoby, które odziedziczą różne kombinacje jasnych i ciemnych alleli, będą miały fenotypy o różnych odcieniach skóry. Ci, którzy odziedziczą parzystą liczbę ciemnych i jasnych alleli, będą mieli średni kolor skóry. Im więcej odziedziczonych ciemnych alleli, tym ciemniejszy kolor skóry.