Rodzina genów to zbiór kilku podobnych do siebie genów. Powstają one w wyniku duplikacji jednego oryginalnego genu. Zazwyczaj pełnią one podobne funkcje biochemiczne. Pomysł, że geny ulegają duplikacji jest prawie tak stary jak nauka o genetyce.
Jedną z takich rodzin są geny dla podjednostek ludzkiej hemoglobiny. Te dziesięć genów znajduje się w dwóch skupiskach na różnych chromosomach, zwanych loci α-globiny i β-globiny. Uważa się, że te dwa skupiska genów powstały w wyniku duplikacji genu prekursorowego około 500 milionów lat temu.
Za największą rodzinę genów uważa się geny olfakcji. Kolejną ważną grupą są geny homeobox.
Geny dla układu odpornościowego obejmują kilka rodzin genów. Kodują one główny kompleks zgodności tkankowej oraz immunoglobuliny. Receptory toll-podobne są głównymi czujnikami infekcji u ssaków.