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足球的影響力在一些國家包含在了政治領域，如1969年6月，薩爾瓦多和洪都拉斯就因為足球而引發了一場國與國之間的戰爭。而在第一次世界大戰中，英國和德國的士兵不顧對戰影響，在聖誕節休戰中曾經在佔領區界線處舉行足球比賽。在和平年代，足球比賽通常被一些國家的民眾以及首腦認為是戰勝另一國最直接的手段之一，通常世界盃，歐洲盃的比賽，都會吸引一大批國家元首觀看，甚至一些國家元首直接參與到足球領域，如意大利總理貝盧斯科尼；一些球員，如利比里亞的前AC米蘭球星喬治·維阿，曾參加利比里亞的總統大選，最後只以微弱的差距敗北。2017年利比里亞大選中獲得勝利，成為第一位出身於職業足球員的總統。更有很多政治人物公開表示過自己最喜歡足球，比如中國的賀龍，鄧小平，溫家寶乃至習近平，胡錦濤等人。
在一些國家，特別是歐洲和南美洲，一些球迷團體的歷史甚至同球隊一樣超過百年，甚至在一支球隊中滋生出一種類似于宗教的不同球迷派系，在他們其中，可以支持一些本隊的球員，球隊管理層人士，亦可能反對一些管理層人士甚至是球員。
*FIFA系列(FIFA14)
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*FIFA系列(FIFA16)
*FIFA系列(FIFA Mobile)
* Dream League Soccer
* Dream League soccer 2016
* Dream League soccer 2017
* Dream League soccer 2018
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** 職業進化足球(Pro Evolution Soccer 2012)
* 創造球會(Sakatsuku)
* FIFA系列(FIFA 14)(FIFA 15)(FIFA 16)（FIFA Online3）（FIFA Online4）
* 足球經理人(Football Manager 2012)
* 冠軍足球經理(Championship Manager 2009)
* 最佳11人足球經理，網頁游戲(FREEKICK)
*足球、策略與榮耀(Football, Tactics & Glory)
* 《七擒七縱七金剛》，以英格蘭足總盃配合盜金庫行動，由大衛尼雲主演。
* 《我愛碧咸》(像貝克漢姆一樣踢球)，講述一名視大衛碧咸為偶像的印度女孩，生活在英國曼徹斯特的故事。
* 《勝利大逃亡》(Escape to Victory)，根據二戰時期成為戰俘的蘇聯基輔迪納摩足球隊球員戰勝納粹德國球隊后慘遭屠殺的歷史事實改編，描述了二戰戰俘藉一場球賽逃出集中營，由-{zh-hans:史泰龍;zh-hant:史泰龍;zh-tw:史特龍;zh-hk:史泰龍;zh-mo:史泰龍;}-主演，大量球星包括比利客串。
* 《一球成名2（疾風禁區2）》
* 《流浪漢世界杯》真事改編，流浪漢世界杯是一個由來自48個國家數以千計無家可歸者參加的體育賽事。
* 《傳奇的誕生》講述球王貝利的傳奇故事。
分類:源自英國的運動
-{zh-cn:單克隆抗體;zh-hk:單株抗體;zh-tw:單株抗體;}-（，縮寫：mAb），又稱-{zh-hk:單克隆抗體;zh-tw:單克隆抗體;zh-cn:單株抗體;}-，簡稱單抗，是僅由一種類型的免疫細胞制造出來的抗體，相對于多株抗體（由多種類型的B細胞所制造出來的一種抗體）。
單克隆抗體由可以制造這種抗體的免疫細胞與癌細胞融合后的細胞產生的，這種融合細胞既具有瘤細胞不斷分裂的能力，又具有免疫細胞能產生抗體的能力。融合后的雜交細胞（雜交瘤）可以產生大量相同的抗體。當其應用于醫療中時，在識別抗原中的顯示的微小變化（如果有的話）有助于減小副作用。
一般的抗原擁有多個表位，因此在此雜交瘤技術發明之前，即使將純化的某抗原注射入動物體內，也會產生可識別不同表位的多克隆抗體，抽取動物血清純化的抗體也不夠純，是多株B細胞產生的異質性抗體。自從喬治斯·克勒與色薩·米爾斯坦于1975年融合骨髓瘤細胞和B細胞為雜交細胞，接著純化此雜交瘤，進而以有限稀釋法篩選出只針對單一表位制造特異性抗體的殖株，成功地解決多克隆抗體不純的問題。兩人與尼爾斯·杰尼共同獲得1984年的諾貝爾生理學或醫學獎。
由單克隆抗體做成的抗體藥是目前治療多種疾病的有效方法，是醫治癌癥的所謂生物組群治療一部分。其分子設計模仿身體免疫系統自然產生的抗體，從而對癌細胞作出特有的影響。
*融合瘤（雜交瘤）就是“雜交細胞系”，指兩個細胞（一為B細胞，另一為骨髓瘤細胞）融合後的雜交細胞所增殖的細胞群體。B細胞可以提供漿細胞以建造對應的抗體，而腫瘤細胞具有無限增殖的能力，藉由結合兩者的特性，形成融合瘤細胞；成形的細胞會具備兩種細胞的特性，可以生產抗體，也具備無限生長的能力，故可以形成量產的抗體，讓這項生技產業具有商業價值。
*新藥發現開發技術平臺，2007年版，高等教育出版社, ISBN 978-7-04-022039-1
* Monoclonal Antibodies, from John W. Kimball's online biology textbook
* Antibodypedia, open-access virtual repository publishing data and commentary on any antibodies available to the scientific community.
* Antibody Purification Handbook
生物化學（，也作 ），顧名思義是研究生物體中的化學進程的一門學科，常被簡稱為生化。它主要用于研究細胞內各組分，如蛋白質、糖類、脂類、核酸等生物大分子的結構和功能。而對于化學生物學來說，則著重于利用化學合成中的方法來解答生物化學所發現的相關問題。雖然存在著大量不同的生物分子，但實際上有很多大的復合物分子（稱為“聚合物”）是由相似的亞基（稱為“單體”）結合在一起形成的。每一類生物高分子都有自己的一套亞基類型。例如，蛋白質是由20種氨基酸所組成，而脫氧核糖核酸（DNA）由4種核苷酸構成。
生物化學研究集中于重要生物大分子的化學性質，特別著重于酶促反應的化學機理。在生物化學研究中，對細胞代謝和內分泌系統的研究進行得相當深入。生物化學的其他研究領域包括遺傳密碼（DNA和RNA）、 蛋白質生物合成、跨膜運輸（membrane transport）以及細胞信號轉導。
格蒂·科里與她的丈夫卡爾·斐迪南·科里在1947年共同獲得諾貝爾生理學或醫學獎, 然而，不是為他們發現的科里循環，而是表彰他們發現了催化轉化糖原的過程。
在尿素被人工合成之前，人們普遍認為非生命物質的科學法則不適用于生命體，并認為只有生命體能夠產生構成生命體的分子（即有機分子）。直到1828年，化學家弗里德里希·維勒成功合成了尿素這一有機分子，證明了有機分子也可以被人工合成。
生物化學研究起始于1833年，發現了第一個酶，淀粉酶。1896年，愛德華·畢希納闡釋了一個復雜的生物化學進程：酵母細胞提取液中的乙醇發酵過程。“生物化學”（德語 Biochemie 從希臘語 biochēmeia）這一名詞在1882年就已經有人使用；但直到1903年，當德國化學家使用后，“生物化學”這一詞匯才被廣泛接受。隨后生物化學不斷發展，特別是從20世紀中葉以來，隨著各種新技術的出現，例如色譜、X射線晶體學、核磁共振、放射性同位素標記、電子顯微學以及分子動力學模擬，生物化學有了極大的發展。這些技術使得研究許多生物分子結構和細胞代謝途徑，如糖酵解和三羧酸循環成為可能。
另一個生物化學史上具有重要意義的歷史事件是發現基因和它在細胞中的傳遞遺傳信息的作用；在生物化學中，與之相關的部分又常常被稱為分子生物學。1950年代，詹姆斯·沃森、佛朗西斯·克里克、羅莎琳·富蘭克林和莫里斯·威爾金斯共同參與解析了DNA雙螺旋結構，并提出DNA與遺傳信息傳遞之間的關系。到了1958年，喬治·韋爾斯·比德爾和愛德華·勞里·塔特姆因為發現“一個基因產生一個酶”而獲得該年度諾貝爾生理學和醫學獎。1988年，科林·皮奇福克成為第一個以DNA指紋分析結果作為證據而被判刑的謀殺犯，DNA技術使得法醫學得到了進一步發展。2006年，安德魯·法厄和克雷格·梅洛因為發現RNA干擾現象對基因表達的沉默作用而獲得諾貝爾獎。
生物化學的三個主要分支：普通生物化學研究包括動植物中普遍存在的生化現象；植物生物化學主要研究自養生物和其他植物的特定生化過程；而人類或醫藥生物化學則關注人類和人類疾病相關的生化性質。
細菌檢驗實驗室
* 1828年，弗里德里希·維勒從無機化合物氰化銨合成有機化合物尿素
* 1833年，發現第一個酶——淀粉酶
* 1865年，孟德爾的豌豆雜交實驗和遺傳定律，即現在的分離定律與自由組合定律。
* 1869年，弗雷德里希·米歇爾發現遺傳物質核素
* 1877年，霍佩·賽勒首次提出名詞Biochemie，即英語中的Biochemistry
* 1896年，愛德華·畢希納發現無細胞發酵
* 1912年，霍普金斯,F.G.發現食物輔助因子——維生素
* 1926年，奧圖·瓦伯格發現呼吸作用關鍵酶——細胞色素氧化酶
* 1929年，、奧托·邁爾霍夫和闡明糖酵解作用機理
* 1932年，漢斯·阿道夫·克雷布斯闡明檸檬酸循環
* 1944年，奧斯瓦爾德·埃弗里，，三人著名的肺炎球菌實驗證明DNA是細胞遺傳信息的基本物質
* 1953年，詹姆斯·沃森和佛朗西斯·克里克等人闡明DNA三維結構
* 2006年，安德魯·法厄和克雷格·梅洛獲得了2006年諾貝爾獎，用于發現RNA干擾（RNAi）在基因表現沉默中的作用。
醣類的作用包括能量儲存和參與形成細胞中多種結構；糖也可以作為一種修飾方式連接到其他生物分子上，如連接到蛋白質上形成糖蛋白。醣類是種類最豐富的生物分子，主要是因為連接方式的多樣性。蔗糖是日常生活中最常見的糖類。糖類的生物化學研究內容主要包括糖在生物體內的組成和結構、代謝（糖酵解、糖異生）、運輸、儲存、合成以及與這些進程相關的調控。
單醣是最簡單的糖類，它由碳、氫和氧構成，通常比例為1:2:1（即可以用分子式C''n''H2''n''O''n''來表示，其中3≤n≤7）。葡萄糖是最重要的一種單醣，其他常見的單醣還有果糖（水果中的甜味來源）。與單醣相比，一些醣類（特別是在縮合成為寡聚或多聚糖鏈后）的碳含量比相對降低，而氫和氧依然保持著2:1的比例。單醣可以被分為醛糖（在鏈末端含有一個醛基，葡萄糖是這一類的代表）和酮糖（含有一個酮基，果糖是這一類的代表）。醛糖和酮糖都在鏈狀和環狀兩種形式之間保持平衡。這是由于糖鏈上的羥基可以與醛基或酮基作用形成半縮醛共價連接，構成環狀結構。這就產生了五元環（呋喃糖）和六元環（吡喃糖）。單醣具有α和β兩種異構體。
兩個單糖分子可以通過縮合反應脫去一分子水（故又稱為“脫水反應”），通過醚鍵（在糖類中被稱為糖苷鍵）結合在一起形成雙糖。逆反應也可以發生，用一分子水打開醚鍵，將雙糖分為兩個單糖分子，這一反應又被稱為“水解反應”（可以被糖苷酶所催化）。最為人所知的雙糖是蔗糖，是主要的食用糖類。蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖結合在一起形成的。另一個重要的雙糖是乳糖，它是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖生成的。人體不能產生足夠分解乳糖的乳糖酶（能夠催化乳糖分解為葡萄糖和半乳糖）就會導致乳糖不耐癥或乳糖消化不良。麥芽糖也是一種常見的雙糖。
每一類單糖都具有還原末端（可以形成半縮醛的羥基）和非還原末端（不可以形成半縮醛的羥基）。如果還原末端被加上另一個糖分子，即還原末端與這個糖分子的一個羥基縮合，成為縮醛；這就使得單糖無法再形成鏈狀的醛糖或酮糖，并且這一端變為非還原末端。乳糖在其葡萄糖部分含有一個還原末端，而在其半乳糖部分則包含一個縮醛（與葡萄糖部分C4位上的羥基縮合而成）。蔗糖沒有還原末端，因為其縮醛是由葡萄糖和果糖的兩個還原末端縮合而成，而不像乳糖是一個還原末端和一個非還原末端縮合而成。書寫糖鏈時是從非還原末端向還原末端，因此糖鏈也是有方向性或極性的。
纖維素是由β-D-葡萄糖所形成的多聚糖。
一些（3到6個）單糖分子結合在一起就可以形成寡聚糖。寡聚糖常常被用作細胞表面標記或信號分子。
大量的單糖連接在一起就可以形成多聚糖。多聚糖可以是線性單鏈，也可以具有分叉。最常見的多聚糖是糖原、淀粉和纖維素，它們都是由許多的葡萄糖單體連接構成。
* 糖原（肝醣），動物性糖類，是人類和其他動物的能量儲存分子；
* 淀粉，植物中儲存能量的糖類；
* 纖維素，由植物合成，是植物細胞壁的結構性成分，不能為人體所消化。
葡萄糖是生命體最主要的能量來源。例如，作為能量儲存的多聚糖（如糖原和淀粉）和一些二糖（如蔗糖和乳糖）都以葡萄糖為主要組分。
氨基酸在〈1〉中性條件，〈2〉生理條件，和〈3〉形成二肽時的結構圖。
氨基酸是形成蛋白質的基本元件。每一種氨基酸都含有氨基端（-NH2）和羧基端（-COOH），屬于兩性（可既帶正電又帶負電，即帶有酸性又帶有堿性）分子；其碳α原子上連接著側鏈，而氨基端、羧基端和碳α原子則被稱為主鏈（在蛋白質和多肽中）。氨基酸的特點主要由其側鏈的化學性質的不同來表現。根據側鏈化學性質的不同，氨基酸可以被分為帶電氨基酸（如精氨酸、谷氨酸）、極性氨基酸（如絲氨酸）、非極性氨基酸（如苯丙氨酸）等。
除了形成蛋白質，一些氨基酸自身或修飾后的形式就具有一定的生物學功能，如谷氨酸是一種重要的神經遞質。
氨基酸之間是通過脫水反應所形成的肽鍵來互相連接。一定數量（一般大于3小于30）的通過肽鍵線性連接在一起的氨基酸被稱為多肽（更長的多肽鏈就被稱為蛋白質）。一些多肽在生物體內可以作為信號分子。
血紅蛋白結構圖。紅色和藍色的飄帶表示二聚體中的兩個單體，綠色結構為血紅素基團。
蛋白質是由氨基酸分子呈線性排列所形成，相鄰氨基酸殘基通過形成肽鍵連接在一起。
與其他生物分子相比，蛋白質的功能更為多樣，涵蓋了細胞生命活動的各個方面。例如，最常見的蛋白質──酶，可以催化細胞內大多數的化學反應，特別是代謝方面的反應，可以將反應的速度提高最多達1017倍；一些蛋白質可以發揮結構性作用，如肌球蛋白和肌動蛋白可以構成骨骼肌；免疫球蛋白可以參與機體的免疫反應；細胞信號傳導和細胞周期控制也都是由一系列蛋白質來控制。
蛋白質最大的特點之一是可以特異性地與其他各類分子，包括蛋白質分子結合；例如，酶與底物的結合，抗體與抗原的結合。實際上，酶聯免疫吸附法（ELISA）就是利用抗體來檢測大量不同的生物分子，因此具有極高的敏感性。而酶與底物結合的特異性和催化的高效性，使得它經常被改造以用于控制細胞的生化反應。
蛋白質的結構具有四個層次：一級結構用于描述組成蛋白質多肽鏈的線性氨基酸序列；二級結構是依靠不同氨基酸之間的C=O和N-H基團間的氫鍵形成的穩定結構，如α螺旋和β折疊；三級結構為通過多個二級結構元素在三維空間的排列所形成的一個蛋白質分子的三維結構，是單個蛋白質分子的整體形狀，常常可以用“折疊”一詞來表示“三級結構”；四級結構則用于描述由不同多肽鏈（亞基）間相互作用形成具有功能的蛋白質復合物分子的形態。
蛋白質的生物化學研究內容廣泛，包括蛋白質的結構、合成、降解、信號轉導、酶促反應等等。
甘油三酯的分子結構，左方的一個甘油分子連接著三個脂肪酸分子
脂類包含了種類繁多的分子，它們的共同特點是具有非水溶性或非極性成分，包括蠟、磷脂（細胞膜的主要成分）、鞘脂、糖脂和萜類化合物（如類視色素和類固醇）。一些脂類是線性脂肪族分子，而其他則具有環狀結構，如芳香族分子。一些脂類分子為剛性分子，而另一些則具有較大柔性。
雖然整體來說，脂類分子是非極性的，但大多數脂類分子都含有部分極性特征。一般情況是這些分子結構的主體是非極性或疏水性，這一部分就不能與水之類的極性溶劑作用；而它們結構中的另一部分為極性或親水性，可以與水等極性溶劑作用。這就使得脂類成為同時具有疏水性和親水性的兩性分子，這一特點也是磷脂能夠形成雙分子層細胞膜的原因。在膽固醇中，極性基團只是一個羥基；而磷脂分子則有更大和極性更高的極性基團。
脂類也是人們日常飲食中不可缺少的一部分。大多數的食用油和奶制品中都含有豐富的脂肪，植物油中就含有多種多不飽和脂肪酸。食物中的脂肪和脂類在人體中被消化降解為脂肪酸和甘油。
脂類的生物化學研究內容包括它們的結構、定量方法、代謝、能量儲存以及在細胞中的運輸等。
核酸是一種由核苷酸構成的復雜的高分子量生物大分子，用于生物體遺傳信息的保存和傳遞，之所以被稱為核酸是因為其主要存在于細胞核中。最普遍的核酸是脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。核酸存在于目前所有已發現的活細胞和病毒中。除了作為細胞的遺傳物質，核酸也有其他多種生物學功能，如發揮第二信使的作用，為三磷酸腺苷（生物體中最基本的能量攜帶分子）的合成提供磷酸基團，參與形成輔酶，有些RNA分子（核酶）還可以發揮催化作用。
構成核酸的單體核苷酸本身是由三個部分組成：一個氮雜環堿基（嘌呤或嘧啶），一個戊糖和一個磷酸基團。不同類型的核酸具有不同的糖結構，如DNA含有的是2-脫氧核糖。此外，堿基類型在不同的核酸中也有所不同，DNA和RNA都含有腺苷酸、鳥苷酸和胞嘧啶，而胸腺嘧啶只存在于DNA中，尿嘧啶只存在于RNA中。
核酸的生物化學研究內容包括核酸結構，DNA的復制、修復和轉錄，基因調控，以及RNA的翻譯。
生物化學的研究者們不僅應用生物化學特有的技術，而且越來越多地從遺傳學、分子生物學和生物物理學的技術和思路中獲得啟迪，綜合利用。因此，這些學科間越來越多地相互融合，不再有明確的分界線。而生物化學和分子生物學更是基本上相互結合在了一起。下圖抽象地展示了對相關領域之間的相互關系一種可能的闡釋：
* 生物化學主要研究化學物質在生物體關鍵的生命進程中的作用。生物化學家主要關注生物分子的作用，功能和結構。生物過程背后的化學和生物活性分子的合成的研究是生物化學的例子。
* 遺傳學主要研究生物體間遺傳差異的影響。這些影響常常可以通過研究正常遺傳組分（如基因）的缺失來推斷，如研究缺少了一個或多個正常功能性遺傳組分的突變型與正常表現型（又稱為“野生型”）之間的關系。遺傳相互作用（如異位顯性）經常會使像基因敲除這類研究的結果難以解釋。
* 分子生物學主要研究遺傳物質的復制、轉錄和翻譯進程中的分子基礎。分子生物學的中心法則認為“DNA制造RNA，RNA制造蛋白質，蛋白質反過來協助前兩項流程，并協助DNA自我復制”；雖然這一描述對分子生物學所涵蓋的內容過于簡單化（特別是RNA的新功能仍在不斷發現中），但仍不失為了解這一領域的很好的起點。
* 化學生物學則注重于發展新的基于小分子的工具，從而在只對生物學系統引入微小的干擾的情況下，對它們所發揮的功能提供更具體的信息。而且，化學生物學還利用生物學系統合成由生物分子和合成裝置組成的非天然雜合物，例如利用空的病毒顆粒衣殼來進行遞送治療和藥品分子。
*  Proceedings of National academy of Science of the United States of America , ISSN 1091-6490 (electronic)
*  The Virtual Library of Biochemistry and Cell Biology
*  生物化學，第五版全文 ，Berg，Tymoczko和Stryer編著，NCBI。
*  生物化學，第二版全文，Garrett和Grisham編著。
*  The Protein Zone
; 相關條目
DNA，遺傳的分子基礎。每一條DNA鏈都是由核苷酸連接而形成，兩條DNA鏈上的核苷酸堿基互相配對形成螺旋梯結構，即DNA雙螺旋。
遺傳學是研究生物體的遺傳和變異的科學，是生物學的一個重要分支。史前時期，人們就已經利用生物體的遺傳特性通過選擇育種來提高谷物和牲畜的產量。而現代遺傳學，其目的是尋求了解遺傳的整個過程的機制，則是開始于19世紀中期孟德爾的研究工作。雖然孟德爾并不知道遺傳的物理基礎，但他觀察到了生物體的遺傳特性，某些遺傳單位遵守簡單的統計學規律，這些遺傳單位現在被稱為基因。
基因位于DNA上，而DNA是由四類不同的核苷酸組成的鏈狀分子，DNA上的核苷酸序列就是生物體的遺傳信息。天然DNA以雙鏈形式存在，兩條鏈上的核苷酸互補，而每一條鏈都能夠作為模板來合成新的互補鏈。這就是生成可以被遺傳的基因的復制方式。
基因上的核苷酸序列可以被細胞翻譯以合成蛋白質，蛋白質上的氨基酸序列就對應著基因上的核苷酸序列。這種對應性被稱為遺傳密碼。蛋白質的氨基酸序列決定了它如何折疊成為一個三維結構，而蛋白質結構則與它所發揮的功能密不可分。蛋白質執行細胞中幾乎所有的生物學進程來維持細胞的生存。DNA上的一個基因的改變可以改變其編碼的蛋白質的氨基酸，并可能改變此蛋白質的結構和功能，進而對細胞甚至整個生物體造成巨大的影響。
雖然遺傳學在決定生物體外形和行為的過程中扮演著重要的角色，但此過程是遺傳學和生物體所經歷的環境共同作用的結果。 例如，雖然基因能夠在一定程度上決定一個人的體重，人在孩童時期的所經歷的營養和健康狀況也對他的體重有重大影響。
遺傳學的奠基者格里哥·孟德爾
雖然遺傳科學開始于格里哥·孟德爾在19世紀中期的工作（包括實驗和理論），但其他一些關于遺傳的理論研究則早于孟德爾。在孟德爾時期，一種比較流行的理論——“混合遺傳”（blending inheritance）提出：個體的遺傳特征是來自于其父母的特征的混合平均值。孟德爾的工作則否定了這一理論，他的結果顯示遺傳特征是由不同基因綜合表現的結果而不是連續的混合。當時的另一種得到人們支持的理論——“用進廢退說”（又稱為“獲得性遺傳”）提出生物經常使用的器官逐漸發達，不使用的器官逐漸退化，并且這種后天獲得的性狀是可以遺傳的。這一由拉馬克所提出的理論后來被證明是錯誤的，因為通常個體的經歷并不影響它們的基因，也就不會遺傳給下一代。（注：但近年來對于表觀遺傳現象的研究發現，由于不同的經歷而引起的不同的性狀在一些情況下是可以被遺傳的，雖然這些發現并不能證明拉馬克的理論。）
摩爾根對果蠅的白眼突變的性相關遺傳的觀察結果示意圖。摩爾根根據這一結果提出了基因是位于染色體上的假說。
現代遺傳學的奠基者是格里哥·孟德爾，一個奧地利修道士和科學家。他致力于研究植物的遺傳現象。1865年，他的論文《Versuche über Pflanzenhybriden》（《植物雜交實驗》）發表在布爾諾的自然研究學會（''Naturforschender Verein''）上。在論文中，他展示了豌豆在雜交實驗中所表現的遺傳規律并以數學關系加以描述。 雖然這種遺傳規律只能在表現類型數量很少的情況下才能被觀察到，但是孟德爾的工作顯示遺傳是顆粒性的（顆粒遺傳，與混合遺傳相對，所謂的顆粒相當于現在為人們所知的基因），而不是混合性或獲得性的，并且許多性狀的遺傳規律可以通過簡單的規則和比率來解釋。
孟德爾工作的重要性并沒有得到廣泛的理解，直到他逝世之后的1890年代，當雨果·德弗里斯遇到相同的情況時才重新發掘出他的研究結果。作為孟德爾理論的支持者，威廉·貝特森（William Bateson）提出了''genetics''（“遺傳學”）這一名詞。 1906年，倫敦召開的第三次國際植物雜交大會上，在貝特森的提議下，''genetics''這一單詞得以廣泛使用于描述關于遺傳的研究。
在重新評價孟德爾的工作后，科學家們試圖確定細胞中的哪一種分子是遺傳物質。1910年，基于對果蠅的性連鎖白眼突變的觀察結果，托馬斯·亨特·摩爾根提出基因位于染色體上。 1913年，他的學生阿爾弗雷德·斯特蒂文特利用遺傳連鎖的現象顯示了基因是在染色體上呈線性排列的。
雖然摩爾根等人的工作使得人們認識到基因是位于染色體上，但染色體是由蛋白質和DNA共同組成的，研究者們依然不知道哪一種物質才是遺傳物質。1928年，弗雷德里克·格里菲斯發現了轉化現象（參見格里菲斯實驗）：死亡的細菌可以將遺傳物質“轉化”到其他依然活著的細菌內。16年后的1944年，奧斯瓦爾德·埃弗里、科林·馬克聊德（Colin McLeod）和馬克林·馬克卡提（Maclyn McCarty）鑒定出進行轉化的物質是DNA。 1952年，赫希-蔡斯實驗再次顯示是DNA（而不是蛋白質）才是感染細菌的病毒的遺傳物質，從而進一步證明了DNA是遺傳信息的攜帶者。
1953年，利用羅莎琳·富蘭克林對DNA進行的X射線晶體學的研究成果，詹姆斯·杜威·沃森和弗朗西斯·克里克成功解析了DNA的雙螺旋結構。 他們所提出的雙螺旋模型包含有兩條DNA鏈，鏈之間通過核苷酸上的堿基配對，從而形成一個類似于旋轉梯子狀的結構。 DNA結構顯示了遺傳信息存在于每條DNA鏈的核苷酸序列中。這一結構也提示了一種簡單的DNA復制方法：兩條配對的DNA鏈分開后，新的配對鏈可以根據舊鏈上的序列來搭建。
雖然DNA結構顯示了遺傳的進行方式，但人們依然不知道DNA是如何影響細胞行為的。隨后的多年時間中，科學家們試圖了解DNA是如何控制蛋白質的制造過程。科學家發現細胞利用DNA作為模板來生成配對的信使RNA（RNA是一種類似于DNA的分子）。信使RNA上的核苷酸信息就被用于生產蛋白質上的氨基酸序列；這種由核苷酸序列到氨基酸序列的翻譯是根據遺傳密碼的規則進行的。
隨著遺傳的分子機制的揭示，大量的研究成果不斷涌現。其中，一個重要的發展是弗雷德里克·桑格于1977年提出的鏈終止DNA測序法，這一方法使得科學家們可以閱讀DNA分子上的核苷酸序列。 1983年，凱利·穆利斯發展出了聚合酶鏈鎖反應技術，從而為從混合物中分離和擴增特定的DNA提供了一個快捷而靈敏的方法。 經過人類基因組計劃和同時的競爭者塞雷拉基因組（一個私人贊助的基因組計劃）的努力，人類基因組的測序在2003年得以基本完成。
一個旁氏表（Punnett square），顯示了帶有兩種花色基因(紫花B和白花b)的豌豆雜交后的結果。
在最基本的水平上，生物體中的遺傳表現為離散性狀，即基因型。 這種特點是由孟德爾首次觀察到，他研究了豌豆中遺傳性狀的分離現象。 在研究花色的實驗中，孟德爾觀察到豌豆花的顏色只有兩種：紫色和白色，卻沒有任何一朵顯示出兩種顏色的中間色。這些來自于同一基因卻不同且離散的版本被稱為等位基因。
在豌豆的例子中，每一顆豌豆都含有一個基因中的兩個等位基因，并且子代可以從父母分別繼承其中的一個等位基因。 許多生物，包括人類，都有這樣的遺傳規律。具有相同的兩個等位基因的生物體被稱為純合體，而具有不同等位基因的生物體則被稱為雜合體。
一個給定的生物體的等位基因的組合形式就是該生物體的基因型，而對于這種組合所表現出來的性狀就是該生物體的表現型。當生物體是雜合體時，常常有一個等位基因是顯性基因，顯性基因決定了生物體的表現型，而另一個基因就被稱為隱性基因，其性狀在顯性基因存在時不會被表現出來。有一些等位基因沒有完全的顯性，即“非完全顯性”，其表現為一種中間狀態的表現型，或者兩個等位基因無顯隱性之分可以同時表現出對應性狀。
當一對生物體繁殖后代時，它們的下一代隨機地繼承父母的兩個等位基因中的一個。這些對于離散遺傳和等位基因分離的觀察結果被總結為孟德爾第一定律（分離定律）。
遺傳學家利用注釋和圖解來描述遺傳。一個基因可以用一個或幾個字母來表示，并且用大寫字母表示顯性基因，小寫字母表示隱性基因。“+”常常被用于標識一個基因的正常非突變的等位基因。
在雜交實驗中（特別是在討論孟德爾定律時），父母代被標示為“P”代，其下一代標示為“F1”（第一代）。F1代的子代就被稱為“F2”（第二代）。可以用于預測雜交結果的常用圖解是龐氏表（Punnett square，又稱為“棋盤法”）。
在研究人類遺傳疾病時，遺傳學家常常利用系譜圖來展示遺傳性狀。 這些圖表將一個性狀的遺傳關系以家族譜（family tree）的形式表現出來。
人類的高度是一個復雜的遺傳性狀。來自法蘭西斯·高爾頓的1889年的數據顯示后代高度之間的關系是一個父母平均高度的方程。而從中計算的后代高度與真實值之間依然存在偏差，表明環境對這一性狀也有重要影響。
生物體具有成千上萬個基因，并且在有性繁殖的生物中，這些基因的分類是互相獨立的。這就意味著對應豌豆的黃色或綠色的色彩等位基因的遺傳與紫色或白色的花色等位基因的遺傳是不相關的。這種現象被稱為孟德爾第二定律（又稱為“獨立分配定律”），即來自父母的不同基因的等位基因被隨機抽取來組成具有多種組合結果的子代。有一些基因不是獨立歸類的，這也就解釋了遺傳中的遺傳連鎖現象（具體內容見后）。
不同的基因常常能夠通過某種方式來影響同一種性狀。例如，在藍眼瑪莉（Blue-eyed Mary，一種植物）中存在一種能夠決定花色為藍色或洋紅色的基因以及一種能夠決定花是否有顏色（即白色或有色）的基因；當一株該種植物含有兩個白色等位基因（決定花色的第二種基因的兩個等位基因），則無論第一種基因所帶的顏色基因的等位基因為何，它的花色都為白色。這種基因之間的作用關系被稱為上位性或異位顯性（epistasis），即第二種基因位于第一種基因的上位。
許多性狀沒有明顯的可區分的特點（例如不同的花色），而表現為連續性的特點（如人類的身高和膚色）。這些復雜的性狀是來自于許多基因共同作用的結果。 這些基因的影響作用在不同程度上是由一個生物體所經歷的環境所介導的。生物體的一個基因對于一種復雜性狀產生的影響的程度被稱為遺傳力。 對一種復雜性狀的遺傳力的測量是相對的：環境的變化性越大，環境對于性狀變化的影響力也就增強，而基因對于性狀變化的影響力也就越小（表現為遺傳力降低）。例如，作為一種復雜性狀，美國人身高的遺傳力為89%；而在尼日利亞，由于人們所獲得的食物和醫療保健的差異性較大（即較大的環境變化性），其身高的遺傳力僅為62%。
DNA分子結構，雙鏈之間通過氫鍵排列形成堿基配對。
基因的分子基礎是脫氧核糖核酸（DNA）。DNA由核苷酸相互連接而形成的鏈分子，其中的核苷酸有四類：腺苷酸（A）、胞嘧啶（C）、鳥苷酸（G）和胸腺嘧啶（T）。遺傳信息就儲存在這些核苷酸序列中，而基因則以連續的核苷酸序列存在于DNA鏈中。病毒是唯一的例外，有一些病毒利用核糖核酸（RNA）分子來代替DNA作為它們的遺傳物質。
DNA通常以雙鏈分子的形式存在，并卷曲形成雙螺旋結構。DNA中的每一個核苷酸都有自己的配對核苷酸在相反鏈（對應另一條鏈）上，其配對規則為：A與T配對，C與G配對。因此，雙鏈中的每一條鏈都包含了所有必要的遺傳信息。這種DNA結構就是遺傳的物理基礎：DNA復制通過將互補配對的雙鏈分開并利用每條鏈作為模板來合成新的互補鏈，從而達到復制遺傳信息的目的。
不同基因沿著DNA鏈線性排列形成了染色體。在細菌中，每一個細胞都有一個單一的環狀染色體；而真核生物（包括動物和植物）則具有多個線形染色體。這些染色體中的DNA鏈常常會非常長；例如，人類最長的染色體的長度大約為247百萬個堿基對。 染色體DNA上結合有能夠組織和壓縮DNA并控制DNA可接觸性的結構蛋白，從而形成染色質；在真核生物中，染色質通常是以核小體為單位組成，每一個核小體由DNA環繞一個組蛋白核心而形成。 一個生物體中的全套遺傳物質（通常包括所有染色體中DNA的序列）被稱為基因組。
僅含有一套染色體的生物被稱為單倍體生物；大多數的動物和許多植物為雙倍體生物，它們含有兩套染色體（姐妹染色體），即含有每個基因的兩個拷貝。 一個基因的兩個等位基因分別位于姐妹染色體上的等同的基因座，每一個等位基因遺傳自不同親本。
華爾瑟·弗萊明1882年的著作《細胞基質、細胞核以及細胞分裂》中描述真核細胞分裂的插圖。染色體被復制、聚集和組織。隨后，當細胞分裂開始時，復制后的染色體分別被分離進入兩個子細胞中。
性染色體是雙倍體生物中染色體的一個例外，它是許多動物中的一種特異化的染色體，決定了一個生物體的性別。 在人類和其他一些哺乳動物中，性染色體分為X和Y兩類。Y染色體只含有很少量的基因，能夠觸發雄性特征的發育；而X染色體與其他染色體類似，也含有大量與性別決定無關的基因。雌性具有兩個X染色體，而雄性具有一個Y染色體和一個X染色體。這種X染色體拷貝數的差別是性連鎖的遺傳病具有特殊遺傳規律的原因。
當細胞分裂時，它們的基因組被復制產生兩份拷貝，每個子細胞繼承其中的一份。這一過程被稱為有絲分裂，它是繁殖的最簡單形式，也是無性繁殖的基礎。無性繁殖也能夠發生在多細胞生物體中，子代從單一親本處繼承其基因組，即子代與親本具有等同的基因組。這種子代與親本在遺傳上等同的現象被稱為克隆。
真核生物常常利用有性繁殖來產生后代，其后代含有分別遺傳自不同親本的混合的遺傳物質。有性繁殖的過程是一個介于基因組單拷貝（單倍體）和雙拷貝（雙倍體）之間的一個轉換過程。 雙倍體生物通過不復制DNA的分裂來形成單倍體，所生成的單倍體子細胞含有每對姐妹染色體中的任意一個。兩個單倍體細胞融合并將各自的遺傳物質組合在一起來重新生成一個含配對染色體的雙倍體細胞。多數動物和許多植物在它們的生命周期的多數時間內是雙倍體，只有生殖細胞為單倍體形式。
雖然細菌沒有單倍體/雙倍體的有性繁殖方式，它們也有許多獲得新的遺傳信息的手段。一些細菌能夠發生接合，將一小段環狀DNA傳遞到另一個細菌細胞內。 細菌還能夠從環境中攝入DNA片斷，并將之整合到自己的基因組中，這種現象被稱為轉化。 這些進程導致了基因的水平轉移，即無親緣關系的生物體之間進行遺傳信息的傳輸。
染色體的雙倍體使得位于不同染色體的基因在有性繁殖期間能夠獨立地分配（參見獨立分配定律），并通過重組形成新的基因組合。在同一條染色體上的基因理論上不會發生重組，但通過染色體互換則可以達到。在互換過程中，染色體交換DNA片段，有效地將染色體之間的等位基因重新分配。 染色體互換通常發生在減數分裂期間（旨在生成單倍體細胞的一系列的細胞分裂過程）。
染色體上兩個給定位點之間發生染色體互換的可能性與這兩個位點之間的距離相關。對一個任意長的距離，由于互換的可能性足夠高，使得相隔該距離的兩個基因的遺傳無相關性。對于兩個接近的基因，由于互換的可能性較小，則基因之間會發生遺傳連鎖，即這兩個基因的等位基因趨向于被一起遺傳。一系列基因之間的連鎖數量可以被組合在一起構成一個線性的連鎖圖譜來描述染色體上基因的排列順序。
遺傳密碼：DNA通過信使RNA作為中間載體編碼蛋白質。
基因通常是通過生成所編碼的蛋白質（執行細胞中大多數功能的復雜的生物大分子）來表現它們的功能性影響。蛋白質是由氨基酸所組成的線性鏈，而基因的DNA序列（通過RNA作為信息的中間載體）被用于產生特定的蛋白質的氨基酸序列。這一過程的第一步是由基因的DNA序列來生成一個序列互補的RNA分子，即基因的轉錄。
通過轉錄產生的RNA分子（信使RNA）被用于生產相應的氨基酸序列，這一轉換過程被稱為翻譯。核酸序列中的每一組三個核苷酸組成一個密碼子，可以被翻譯為20種出現于蛋白質中的氨基酸中的一個，這種對應性被稱為遺傳密碼。 這種信息的傳遞是單一方向性的，即信息只能從核苷酸序列傳遞到氨基酸序列，而不能從氨基酸序列傳遞回核苷酸序列，這一現象被弗朗西斯·克里克稱為分子生物學中心法則。
特定的氨基酸序列決定了對應蛋白質的獨特的三維結構，而蛋白質結構則與它們的功能緊密相連。 一些蛋白質是簡單的結構分子，如形成纖維的膠原蛋白。蛋白質可以與其他蛋白質或小分子結合；例如，作為酶的蛋白質通過與底物分子結合來執行催化其化學反應的功能。蛋白質結構是動態的；例如，血紅蛋白在哺乳動物血液中捕捉、運輸和釋放氧氣分子的過程中能夠發生微小的結構變化。
基因序列上的單個核苷酸變化（密碼子改變）可能會導致所編碼蛋白質的氨基酸序列相應改變。由于蛋白質結構是由其氨基酸序列所決定的，一個氨基酸的變化就有可能通過使結構失去穩定性或改變蛋白質表面而影響與該蛋白質其他蛋白質和分子的相互作用，而引起蛋白質性質發生劇烈的改變。例如，鐮刀型細胞貧血癥是一種人類遺傳性疾病，是由編碼血紅蛋白中的β-球蛋白亞基的基因中的一個核苷酸突變所引起的，這一突變導致一個氨基酸發生改變從而改變了血紅蛋白的物理性質； 在這一疾病中，突變的血紅蛋白互相結合在一起，堆積而形成纖維，從而扭曲了攜帶血紅蛋白的紅血球的形狀。這些扭曲的鐮刀狀細胞無法在血管中通暢地流動，容易堆積而阻塞血管或者被降解，從而引起貧血疾病。
也有一些基因被轉錄為RNA分子后卻不被翻譯成蛋白質，這些RNA分子就被稱為非編碼RNA。在一些例子中，這些非編碼RNA分子（如核糖體RNA和轉運RNA）折疊形成結構并參與部分關鍵性細胞功能。還有的RNA（如microRNA）還能夠通過與其他RNA分子雜交結合而發揮調控作用。
暹羅貓具有溫度敏感型突變，從而引起毛色的不同。
雖然基因含有生物體所需功能的所有信息，環境依然在確定生物體最終的表現型中發揮著重要作用；這種兩面性被稱為“先天與后天”，也可以說，一個生物體的表現型依賴于遺傳與環境的相互作用。這種相互作用的一個例子就是溫度敏感型突變：蛋白質序列中的單個氨基酸突變通常不會改變該蛋白質的行為和與其他分子的相互作用關系，但卻能夠使該蛋白質結構變得不穩定。在一個高溫環境中，分子的運動加快，分子間的碰撞也加強，這就使得這一蛋白質的結構被破壞從而無法發揮它的功能；而在一個低溫環境中，蛋白質結構卻可以保持穩定并能夠發揮正常的功能。這類突變所引起的改變在暹羅貓毛色的變化中可以被觀察到。這種貓體內一種負責生產色素的酶含有一個突變，這個突變能夠導致這種酶在高溫時變得不穩定并失去其功能。 因此，在貓皮膚溫度較低處（如四肢、尾部、面部等）的毛色為深色，而較高處為淺色。
在人類遺傳疾病苯丙酮尿癥中，環境因素也具有重大的影響。 導致苯丙酮尿癥的突變破壞了機體降解苯丙氨酸的能力，導致具有毒性的中間產物分子在體內堆積，從而引起嚴重的進行性智能發育不全和癲癇。帶有苯丙酮尿癥突變的病人需要遵守嚴格的飲食，以避免攝入含苯丙氨酸的食品，才能保持正常的和健康的生活。
轉錄因子與DNA結合，影響了所結合基因的轉錄。
一個生物體的基因組含有數千個基因，但并不是所有的基因都需要保持激活狀態。基因的表達表現為被轉錄為mRNA，然后再被翻譯成蛋白質；而細胞中存在許多方式可以來控制基因的表達，以便使蛋白質的產生符合細胞的需求。而控制基因表達“開關”的主要調控因子之一就是轉錄因子；它們是一類結合在基因的起始位點上的調控蛋白，可以激活或抑制基因的轉錄。 例如，在大腸桿菌細菌基因組內存在著一系列合成色氨酸所需的基因。然而，當細菌細胞可以從環境中獲得色氨酸時，這些基因就不被細胞所需要。色氨酸的存在直接影響了這些基因的活性，這是因為色氨酸分子會與色氨酸操縱子（一種轉錄因子）結合，引起操縱子結構變化，使得操縱子能夠結合到合成色氨酸所需基因上。色氨酸操縱子阻斷了這些基因的轉錄和表達，因而對色氨酸的合成進程產生了負反饋調控作用。
多細胞生物中的基因表達的差異性非常明顯：雖然各類細胞都含有相同的基因組，卻由于不同的基因表達而具有不同的結構和行為。多細胞生物中的所有細胞都來源于一個單一細胞，通過響應外部或細胞之間的信號而不斷分化并逐漸建立不同的基因表達規律來產生不同的行為。因為沒有一個單一基因能夠負責多細胞生物中的各個組織的發育，因此這些規律應來自于許多細胞之間的復雜的相互作用。這些過程都要通過基因調控來完成。
真核生物體內的染色質中存在著能影響基因轉錄的結構特點，常常表現為DNA和染色質的修飾形式（如DNA的甲基化），而且能夠穩定遺傳給子細胞。 這些特點是“附加性”的，因為它們存在于DNA序列的“頂端”并且可以從一個細胞遺傳給它的下一代。由于這些附加性特點，在相同培養基中生長的不同的細胞類型依然保持其不同的特性。雖然附加性特點在整個發育過程中通常是動態的，但是有一些，例如副突變（paramutation）現象可以被多代遺傳，也是DNA是遺傳的分子基礎這一通用法則的極少數例外。
通過提供冗余，基因復制允許發生變異：即使一個基因在復制過程中發生突變而失去原先的功能也不會對生物體造成傷害。
在DNA復制的過程中，第二鏈的聚合中偶爾會產生復制錯誤。這些錯誤被稱為突變，它們能夠對于一個生物體的表現型產生影響，特別是當它們位于一個基因的蛋白質編碼區中時。錯誤率通常非常低：每0.1 - 1億個堿基才會出現1個錯誤；這是由于DNA聚合酶具有“校對”能力。 沒有校對機制則錯誤率會增加1000倍，例如許多病毒所依賴的DNA或RNA聚合酶缺乏校對能力，這使得病毒復制過程具有很高的突變率。能夠增加DNA發生改變的幾率的因素被稱為突變原：一些化學品常常可以通過影響正常的堿基對結構來提高DNA復制中的錯誤率，而紫外線能通過破壞DNA結構來誘發突變。 由于對DNA的傷害在自然界中隨時都會發生，細胞則利用DNA修復機制來修復DNA中存在的錯誤配對和斷裂，但有時也無法將受破壞的DNA還原到破壞前的序列。
在利用染色體互換來交換DNA和重組基因的生物體中，減數分裂過程中所出現的配對錯誤也會導致突變。 當相似序列導致姐妹染色體產生錯誤配對時，這種染色體互換出現錯誤的可能性非常大；這使得基因組中一些區域更趨向于以這一方式發生突變。這些錯誤能夠對DNA序列產生很大的結構變化：整個區域的重復、倒位或刪除，或者不同染色體之間發生意外性的交換（被稱為染色體易位）。
突變會使生物體具有不同的基因型，并可能導致不同的表現型。許多突變對于生物體的表現型、健康和繁殖適應性基本沒有影響。有影響的突變則往往是有害的，但也有少量是有益的。在對果蠅的研究中發現，如果一個突變改變了基因所編碼的蛋白質，那這一突變很可能是有害的（大約有70%的此類突變具有破壞性影響，而剩余的突變則是中性的或微弱有益的）。
群體遺傳學是研究基因變異在生物群體中的分布和這一分布的時間變化性。 一個群體中的一個等位基因的變化頻率會受到自然選擇的影響，具有更高的存活率和繁殖率的等位基因能夠隨著時間而越來越頻繁地出現在該群體中。 此外，遺傳漂變能夠引發等位基因出現頻率的隨機變化而不受自然選擇的影響。
在經過多個世代的傳承后，生物體的基因組會發生改變，引起被稱為進化的現象。突變和對于有益突變的選擇使得一個物種不斷地進化到能夠更好地在所處的環境中生存下來的形式，這一過程被稱為適者生存。新的物種的形成常常是由于地理分離而造成的，地理上的分離使得不同種群能夠在遺傳學上獨立發展而產生分化。 遺傳學定律在群體生物學和進化研究中的應用被總結為現代綜合理論。
由于進化過程中的序列分化和變化，物種的DNA序列之間的差異可以用作“分子時鐘”（molecular clock）來計算物種之間的進化距離。 遺傳比較被普遍認為是鑒定物種之間親緣關系的最準確的方法，過去常用的方法則是比較物種之間的表現型的特征。物種之間的進化距離可以用進化樹來綜合表示，進化樹可以表示由共同祖先隨時間分化而來的物種之間的親緣關系，但不能表示無親緣關系的物種之間的遺傳物質的轉移（被稱為基因水平轉移，在細菌中非常普遍）。
黑腹果蠅（''Drosophila melanogaster''）是一種流行于遺傳學研究中的模式生物。
一開始遺傳學家們的研究對象很廣泛，但逐漸地集中到一些特定物種（模式生物）的遺傳學上。這是由于新的研究者更趨向于選擇一些已經獲得廣泛研究的生物體作為研究目標，使得模式生物成為多數遺傳學研究的基礎。 模式生物的遺傳學研究包括基因調控以及發育和癌癥相關基因的研究。
模式生物具有傳代時間短、易于基因操縱等優點，使得它們成為流行的遺傳學研究工具。目前廣泛使用的模式生物包括：大腸桿菌（''Escherichia coli''）、釀酒酵母（''Saccharomyces cerevisiae''）、擬南芥（''Arabidopsis thaliana''）、線蟲（''Caenorhabditis elegans''）、果蠅（''Drosophila melanogaster''）以及小鼠（''Mus musculus''）。
醫學遺傳學的目的是了解基因變異與人類健康和疾病的關系。 當尋找一個可能與某種疾病相關的未知基因時，研究者通常會用遺傳連鎖和遺傳系譜來定位基因組上與該疾病相關的區域。在群體水平上，研究者會采用孟德爾隨機法來尋找基因組上與該疾病相關的區域，這一方法也特別適用于不能被單個基因所定義的多基因性狀。 一旦候選基因被發現，就需要對模式生物中的對應基因（直系同源基因）進行更多的研究。對于遺傳疾病的研究，越來越多發展起來的研究基因型的技術也被引入到藥物遺傳學中，來研究基因型如何影響藥物反應。
癌癥雖然不是傳統意義上的遺傳病，但被認為是一種遺傳性疾病。 癌癥在機體內的產生過程是一個綜合性事件。機體內的細胞在分裂過程中有一定幾率會發生突變。這些突變雖然不會遺傳給下一代，但會影響細胞的行為，在一些情況下會導致細胞更頻繁地分裂。有許多生物學機制能夠阻止這種情況的發生：信號被傳遞給這些不正常分裂的細胞并引發其凋亡；但有時更多的突變使得細胞忽略這些信號。這時機體內的自然選擇和逐漸積累起來的突變使得這些細胞開始無限制生長，從而成為癌癥性腫瘤（惡性腫瘤），并侵染機體的各個器官。
瓊脂平板上的大腸桿菌菌落，細胞克隆的一個例子，常用于分子克隆。
可以在實驗室中對DNA進行操縱。限制性內切酶是一種常用的剪切特異性序列的酶，用于制造預定的DNA片斷。 然后利用DNA連接酶將這些片斷重新連接，通過將不同來源地DNA片斷連接到一起，就可以獲得重組DNA。重組DNA技術通常被用于在質粒（一種短的環形DNA片斷，含有少量基因）中，這常常與轉基因生物的制造有關。將質粒轉入細菌中，再在瓊脂平板培養基上生長這些細菌（來分離菌落克隆），然后研究者們就可以用克隆菌落來擴增插入的質粒DNA片斷（這一過程被稱為分子克隆）。
DNA還能夠通過一個被稱為聚合酶鏈鎖反應（又被稱為PCR）的技術來進行擴增。 利用特定的短的DNA序列，PCR技術可以分離和擴增DNA上的靶區域。因為只需要極少量的DNA就可以進行擴增，該技術也常常被用于DNA檢測（檢測特定DNA序列的存在與否）。
DNA測序技術是遺傳學研究中發展起來的一個最基本的技術，它使得研究者可以確定DNA片段的核苷酸序列。由弗雷德里克·桑格和他的同事于1977年發展出來的鏈終止測序法現在已經是DNA測序的常規手段。 在這一技術的幫助下，研究者們能夠對與人類疾病相關的DNA序列進行研究。
由于測序已經變得相對廉價，而且在計算機技術的輔助下，可以將大量不同片斷的序列信息連接起來（這一過程被稱為“基因組組裝”），因此許多生物（包括人類）的基因組測序已經完成。 這些技術也被用在測定人類基因組序列，使得人類基因組計劃得以在2003年完成。 隨著新的高通量測序技術的發展，DNA測序的費用被大大降低，許多研究者希望能夠將測定一個人的基因組信息的價格降到一千美元以內，從而使大眾測序成為可能。
大量測定的基因組序列信息催生了一個新的研究領域——基因組學，研究者利用計算機軟件查找和研究生物的全基因組中存在的規律。基因組學也能夠被歸類為生物信息學（利用計算的方法來分析生物學數據）下的一個領域。
系統遺傳學（System Genetics）的應用 - 合成生物學（Synthetic Biology），后基因組時代，合成生物技術采用計算機輔助設計、全基因與基因組合成等技術，進行細胞的信號傳導與基因調控網絡的人工設計的基因工程技術，繼遺傳育種、細胞雜交、轉基因生物等生物技術之后，將成為21世紀遺傳工程發展的新趨勢，系統遺傳學揭示基因組的結構、功能與演化的生物系統進化機理，涉及醫學遺傳學、醫學心理學等基因系統調控、信號傳導網絡等研究，為腫瘤、遺傳病、精神病、衰老等疾病發生的診斷與藥物篩選、制藥產業等開拓了新的途徑。
9月21日是陽歷一年中的第264天（閏年第265天），離全年結束還有101天。
* 1069年：宋神宗采用王安石新法，開始實行青苗法。
* 1126年：金朝軍隊攻陷北宋太原城。
* 1529年：奧斯曼帝國軍隊在蘇萊曼一世率領下圍攻維也納。教宗國、威尼斯、佛羅倫薩、曼圖亞和薩瓦在意大利組成防御同盟。
* 1776年：紐約市大火，城市大部分被毀。
* 1792年：法國大革命：法國國民會議投票通過廢除君主制，實行共和制。
* 1802年：拿破侖一世吞并皮埃蒙特。
* 1860年：第二次鴉片戰爭：英法聯軍在八里橋之戰擊敗中國清朝軍隊並且進軍北京，取得第二次鴉片戰爭的決定性勝利。
* 1898年：清朝慈禧太后發動政變而重返當政，結束光緒帝等人共同推行的中國政治改革。
* 1909年：中國飛機設計師馮如第一次試飛成功。
** 中國國民政府代表施肇基正式向國聯遞交聲明書，控告日本強占中國東三省。
* 1933年：納粹德國開始進行關于“國會縱火案”的萊比錫審判。
* 1934年：室戶颱風襲擊日本本州島，造成3036人死亡。
* 1937年：英國作家J·R·R·托爾金的奇幻小說《哈比人歷險記》首次出版，也是後來《魔戒》前傳。
* 1941年：張鈺哲、高魯等率隊在甘肅臨洮完成中國抗日戰爭期間的日全食觀測。
* 1942年：由美國波音公司研發的B-29超級堡壘轟炸機原型機進行首次試飛。
** 中華民國政府收回法國租借地廣州灣，并定名為湛江。
** 中國人民政治協商會議第一屆全體會議在北平召開，毛澤東發表《中國人民站起來了》的講話。
** 美國、英國、法國《對德占領法規》生效，軍政府職能移交“”。
* 1953年﹕朝鮮人民軍空軍飛行員盧今錫從北韓駕著戰機逃亡到南韓。
** 岡比亞、馬爾代夫、新加坡被接納為聯合國成員國。
** 在英國強烈不滿下，葡萄牙宣布承認設立在里斯本的羅德西亞駐葡萄牙代表處具獨立地位。
* 1970年：巴勒斯坦突擊隊占領約旦第二大城市伊爾比德。
* 1976年：塞席爾加入聯合國。
** 桑德拉·戴·奧康納成為美國最高法院第一位女性大法官。
** 中國第一個中型「托卡馬克」裝置中國環流器一號（HL-1）通過驗收。
* 1987年：世界著名歌劇《阿依達》在開羅西南吉薩金字塔前的露天舞場演出。
* 1988年：日本搖滾組合B'z發表首張單曲《所以請放開那隻手》及專輯《B'z》，正式宣布出道。
* 1989年：首屆中國電影節在北京開幕。
* 1989年：東區海底隧道通車。
** 俄羅斯總統葉利欽下令解散議會和人代會，宣布12月舉行新議會選舉。同日，議會召集緊急會議，決定停止葉利欽總統職務，並由副總統魯茨科伊代理總統職務。
** 香港總督彭定康宣佈任命陳方安生接替霍德出任香港布政司。
* 1998年：伊朗不再追殺拉什迪。
* 1999年：臺灣南投縣發生芮氏規模7.3的強烈地震，造成2,415人死亡，11,305人受傷，為臺灣戰後傷亡損失最慘重的自然災害。
** 中國國民黨考紀會決定撤銷李登輝黨籍，為國民黨歷史上首次對前任黨主席動用黨紀處分。
** 法國圖盧茲，造成31人死亡，2500人受傷。
* 2001年：臺灣吾黨成立。
* 2003年：伽利略號太空船任務結束，撞向木星墜毀。
* 2013年：肯尼亞首都內羅畢高檔的西門購物中心的恐怖襲擊，襲擊造成至少68人遇難。
* 2020年：匯豐控股可能被中國列入「不可靠實體清單」，股價跌5.33%，以全日低位的29.3元收市，跌穿2008年金融海嘯時低位，見1995年5月以來新低。
* 1411年：理查·金雀花，英格蘭國王愛德華四世和理查三世之父（1460年逝世）
* 1411年：腓特烈三世，哈布斯堡王朝國王和神聖羅馬帝國皇帝（1493年逝世）
* 1428年：朱祁鈺，明朝第七位皇帝，廟號代宗（1457年逝世）
* 1452年：薩佛納羅拉，義大利修士，以反對文藝復興著稱（1498年逝世）
* 1840年：穆拉德五世，奧斯曼帝國第33位蘇丹（1904年逝世）
* 1842年：阿卜杜勒-哈米德二世，奧斯曼帝國的蘇丹和哈里發（1918年逝世）
* 1853年：海克·卡末林·昂內斯，荷蘭物理學家，超導現象發現者、低溫物理學奠基人（1926年逝世）
* 1866年：赫伯特·喬治·威爾斯，英國科幻小說作家（1946年逝世）
* 1866年：夏爾·尼科勒，法國細菌學家，獲1928年諾貝爾生理學或醫學獎（1936年逝世）
* 1872年：亨利·魏爾德，英國海員，鐵達尼號大副，皇家海軍後備隊上尉（1912年逝世）
* 1874年：古斯塔夫·霍爾斯特，英國作曲家（1934年逝世）
* 1895年：謝爾蓋·亞歷山德羅維奇·葉賽寧，俄國詩人，美國舞蹈家伊莎多拉·鄧肯之夫（1925年逝世）
* 1902年：艾德華·伊凡普理查，英國人類學家（1973年逝世）
* 1909年：夸梅·恩克魯瑪，迦納首任總統（1972年逝世）
* 1912年：查克·瓊斯，美國動畫師、漫畫家、編劇家、製作人、動畫電影導演（2002年逝世）
* 1918年：愛新覺羅·溥任，中國末代皇帝宣統帝愛新覺羅·溥儀三弟(實際上四弟)（2015年逝世）
* 1920年：金英柱，朝鮮民主主義人民共和國政治家，金日成之幼弟（2021年逝世）
* 1926年：努爾·賈汗，巴基斯坦女歌手（2000年逝世）
* 1926年：唐納德·A·格拉澤，美國物理學家，1960年諾貝爾物理學獎得主（2013年逝世）
* 1929年：伯納德·威廉姆斯，英國倫理學家（2003年逝世）
* 1931年：保萊阿斯·馬塔內，巴布亞紐幾內亞政治家，第8任巴布亞紐幾內亞總督（2021年逝世）
* 1931年：真鍋淑郎，日本－美國氣象學家，2021年諾貝爾物理學獎得主
* 1934年：-{zh-hans:里奧納德·科恩;zh-tw:李歐納·柯恩;zh-hant:李歐納·柯恩;}-，加拿大詩人、小說家、創作歌手（2016年逝世）
* 1936年：尤里·米哈伊洛維奇·盧日科夫，俄羅斯莫斯科市長（2019年逝世）
* 1941年：吳其樑，中華民國陸軍中將，現任年金改革委員會委員
* 1945年：傑瑞·布洛克海默，美國電影製作人，從業生涯已締造百億美元票房
* 1945年：蕭·克利夫頓，第18任救世軍大將
* 1946年：莫里茨·洛伊恩貝格爾，瑞士政治家、律師
* 1947年：鍾楚維，退役香港足球運動員
* 1947年：-{zh-hans:斯蒂芬·金; zh-hant:史蒂芬·金; zh-tw:史蒂芬·金;}-，美國作家
* 1948年：傑克·德羅米，英國政治人物，英國下議院議員（2022年逝世）
* 1950年：查爾斯·克拉克，英國內政大臣
* 1950年：比爾·莫瑞，美國電影演員
* 1951年：阿斯蘭·馬斯哈多夫，前伊奇克里亞車臣共和國總統（2005年逝世）
* 1954年：安倍晉三，日本內閣總理大臣、自由民主黨總裁
* 1955年：米卡·考里斯麥基，芬蘭電影導演
* 1957年：伊森·柯恩，美國電影導演、編劇、製片
* 1957年：陸克文，澳大利亞政治人物、外交官，第26任澳大利亞總理
* 1958年：魏秋樺，香港演員
* 1961年：高田由美，日本女性聲優
* 1962年：虹影，中國作家
* 1964年：荷西·德克勒，烏拉圭音樂家
* 1965年：高金素梅，臺灣歌手，演員，山地原住民立法委員
* 1967年：菲絲·希爾，美國鄉村音樂歌手
* 1967年：林家棟，香港演員
* 1970年：薩曼莎·鮑爾，美國女政治家
* 1972年：連恩·蓋勒格，英國音樂家、詞曲創作人
* 1973年：尹相鉉，韓國演員、歌手、模特兒
* 1974年：簡沛恩，臺灣演員
* 1975年：黃立行，臺灣歌手
* 1979年：連靜雯，臺灣演員
* 1979年：布拉德福德·安德森，美國男演員
* 1980年：卡琳娜·卡浦爾，印度演員
* 1981年：妮可·里奇，美國時裝設計師、作家、演員、歌手和主持人
* 1981年：利米·森，印度演員
* 1983年：安娜·米雷斯，澳大利亞自行車運動員
* 1984年：本杰明·懷爾德曼-托布里，美國男子游泳運動員
* 1986年：琳西·特莉，美國音樂家
* 1988年：比拉瓦爾·布托·扎爾達里，巴基斯坦人民黨主席
* 1989年：林芊妤，香港女藝人，瑜伽導師
* 1989年：斯韋特蘭娜·羅馬絲娜，俄羅斯女子花樣游泳運動員
* 1989年：杰森·德魯羅，美國歌手、曲作者、演員及舞者
* 1989年：邵雨薇，臺灣女演員
* 1992年：CHEN，韓國男子偶像團體EXO成員
* 1993年：權珉娥，韓國女子偶像團體AOA成員
* 1993年：阿卡尼·西姆拜恩，南非男子田徑運動員
* 1994年：周雨彤，中國女演員
* 1994年：林輝瑝，臺灣男演員、模特兒
* 1999年：王俊凱，中國男子偶像團體TFBOYS隊長
* 生年不詳：王瑞芹，臺灣女性配音員
* 前19年：維吉爾，古羅馬詩人（前70年出生）
* 1327年：愛德華二世，英格蘭國王（1284年出生）
* 1558年：查理五世，神聖羅馬皇帝、西班牙國王（1500年出生）
* 1643年：愛新覺羅皇太極，清朝第二位皇帝（1592年出生）
* 1832年：沃爾特·司各特，英國小說家（1771年出生）
* 1860年：亞瑟·叔本華，德國哲學家（1788年出生）
* 1920年：朱執信，中國民主革命家（1885年出生）
* 1921年：歐根·卡爾·杜林，德國哲學家、經濟學家（1833年出生）
** 鄧中夏，中國共產黨工人運動領袖，被執行死刑（1894年出生）
** 宮澤賢治，日本作家（1896年出生）
* 1962年：歐陽予倩，中國戲劇、電影、舞蹈藝術家、教育家（1889年出生）
* 1975年：李少春，京劇表演藝術家（1919年出生）
* 1985年：古龍，臺灣武俠小說作家（1938年出生）
* 1990年：徐向前，中國人民解放軍元帥（1901年出生）
* 1998年：弗洛倫斯·格里菲斯-喬依娜，美國女子田徑運動員（1959年出生）
* 2013年：阿爾瓦羅·穆蒂斯，哥倫比亞作家暨詩人，曾獲得米格爾·德·塞萬提斯獎的（1923年出生）
** 維塔利·安德烈耶維奇·馬索爾，烏克蘭政治人物（1928年出生）
** 陳大光，越南共產黨主要領導人之一（1956年出生）
* 2021年：穆罕默德·侯賽因·坦塔維，埃及元帥及政治家（1935年出生）
**#Takideamani（140年－155年）
**#Tarekeniwal（155年－170年）
***皇帝：漢桓帝（146年－168年）
***國王：蓋婁王（128年－166年）
***國王：次大王（146年－165年）
***國王：阿達羅尼師今（154年－184年）
**國王：法斯曼三世（145年－185年）
**皇帝：安敦寧·畢尤（138年－161年）
**國王：Ma'nu VIII bar Ma'nu（139年－163年）
**國王：沃洛吉斯四世（147年－191年）
*教宗加理多一世（222年）67歲