Κληρονομικό χαρακτηριστικό είναι οποιοδήποτε στοιχείο της σύνθεσης ενός οργανισμού που του έχει περάσει από τον έναν ή και τους δύο γονείς του. Για παράδειγμα, το χρώμα των ματιών είναι ένα κληρονομικό χαρακτηριστικό, με το χρώμα των ματιών των γονέων να επηρεάζει το χρώμα των ματιών του παιδιού. Τα κληρονομικά χαρακτηριστικά μεταβιβάζονται από τον γονέα στους απογόνους με γενετική μετάδοση, κατά την οποία το παιδί λαμβάνει μερικά από τα γονίδιά του από κάθε γονέα.
Τα φυσικά χαρακτηριστικά είναι η έκφραση γονιδίων, τα οποία καθορίζουν τον τρόπο σχηματισμού του σώματος. Ένα συγκεκριμένο παράδειγμα ενός συγκεκριμένου γονιδίου ονομάζεται αλληλόμορφο. Για παράδειγμα, στην περίπτωση του χρώματος των ματιών, το υπεύθυνο γονίδιο έχει πολλαπλά αλληλόμορφα, όπως ένα αλληλόμορφο για τα καστανά μάτια και ένα αλληλόμορφο για τα μπλε μάτια. Δεν έχουν όλα τα αλληλόμορφα μοναδικές εκφράσεις. Είναι δυνατόν πολλά αλληλόμορφα να παράγουν το ίδιο αποτέλεσμα στη φυσική μορφή ή τον φαινότυπο του οργανισμού.
Στην απλή κληρονομικότητα, τα αλληλόμορφα είναι είτε κυρίαρχα είτε υπολειπόμενα. Στην περίπτωση του χρώματος των ματιών, το αλληλόμορφο για τα καστανά μάτια είναι κυρίαρχο ενώ το αλληλόμορφο για τα μπλε μάτια είναι υπολειπόμενο. Ένα υπολειπόμενο αλληλόμορφο περιέχεται στον γενετικό κώδικα ενός οργανισμού αλλά δεν εκφράζεται στον φαινότυπο του. Εάν οποιοσδήποτε γονέας μεταβιβάσει το κυρίαρχο αλληλόμορφο, όπως το αλληλόμορφο για καστανά μάτια, το παιδί θα δείξει το κληρονομικό χαρακτηριστικό που σχετίζεται με το κυρίαρχο αλληλόμορφο. Μόνο εάν και οι δύο γονείς περάσουν το υπολειπόμενο αλληλόμορφο, το παιδί θα έχει το υπολειπόμενο χαρακτηριστικό των μπλε ματιών, που πιθανώς δεν μοιάζει με κανέναν γονέα.
Μερικά κοινά ανθρώπινα κληρονομικά χαρακτηριστικά ελέγχονται από ένα μόνο γονίδιο, συμπεριλαμβανομένων των σχιστιών του πηγουνιού, των αποκολλημένων λοβών του αυτιού, των κορυφών της χηρείας και της ικανότητας να κυλάει τη γλώσσα. Τα περισσότερα χαρακτηριστικά είναι πολύ πιο περίπλοκα από αυτό, ωστόσο, ελέγχονται από έναν συνδυασμό αλληλόμορφων. Ένα κληρονομικό χαρακτηριστικό συνήθως προέρχεται από την αλληλεπίδραση πολλών γονιδίων. Χαρακτηριστικά αυτού του τύπου ονομάζονται πολυγονικά χαρακτηριστικά.
Δεν κληρονομούνται όλα τα φυσικά χαρακτηριστικά. Πολλά προκύπτουν από την αλληλεπίδραση μεταξύ του γονότυπου ενός οργανισμού και του περιβάλλοντος του. Για παράδειγμα, η παρουσία μιας χρωστικής που ονομάζεται μελανίνη καθορίζει το χρώμα του δέρματος ενός ατόμου. Η γενετική επηρεάζει το επίπεδο μελανίνης που παράγει το σώμα, αλλά και άλλοι παράγοντες παίζουν ρόλο, συμπεριλαμβανομένης της έκθεσης στο ηλιακό φως. Ένα χαρακτηριστικό που προκύπτει από την αλληλεπίδραση με το περιβάλλον ονομάζεται επίκτητο γνώρισμα σε αντίθεση με ένα κληρονομικό χαρακτηριστικό.
Ο Γάλλος επιστήμονας του 18ου αιώνα Jean-Baptiste Lamarck υπέθεσε ότι τα επίκτητα χαρακτηριστικά θα μπορούσαν να κληρονομηθούν από τις επόμενες γενιές. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, οι αλλαγές που αποκτώνται κατά τη διάρκεια της ζωής ενός οργανισμού θα μπορούσαν να μεταδοθούν στα μικρά του. Για παράδειγμα, ένα άτομο που χτίζει μυς μέσω επαναλαμβανόμενης άσκησης θα είναι πιο πιθανό να έχει δυνατά παιδιά. Αυτή η θεωρία είναι πλέον γνωστό ότι είναι εσφαλμένη. Οι αλλαγές που αποκτώνται κατά τη διάρκεια της ζωής, εκτός από μετάλλαξη, επηρεάζουν τον φαινότυπο αλλά όχι τον γονότυπο και δεν μεταδίδονται στους νέους.