Die DNA-Genealogie zieht aus molekularbiologischen Untersuchungen Schlüsse über Abstammungslinien und Verwandtschaftsbeziehungen.
Untersucht werden dabei bestimmte Bereiche des Y-Chromosoms sowie der Mitochondrien-DNA. Das Y-Chromosom wird nur vom Vater an seine Söhne weitergegeben, die mtDNA nur von der Mutter an ihre Söhne und Töchter. Da hierbei jeweils keine Rekombinationen stattfinden, lassen sich mittels der Analyse der Mutationen der jeweiligen DNA auf der Basis statistischer Untersuchungen der weltweiten Verteilung der Träger entsprechender Mutationen Rückschlüsse auf Wanderungsbewegungen der Vorfahren in direkter männlicher bzw. in direkter weiblicher Linie (Vaterstamm bzw. Mutterstamm) ziehen. Aufgrund der Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einzelner Mutationen lassen sich darüberhinaus Zeiträume angeben, in denen sich diese Wanderungen vollzogen haben.
Während beide Analysen, die Analyse der Y-DNA ebenso wie die Analyse der mtDNA, Aussagen über Wanderungsbewegungen vor tausenden von Jahren und Zugehörigkeiten zu bestimmten Urstämmen erlauben, können mithilfe der Y-DNA-Analyse auch Aussagen über verwandtschaftliche Beziehungen innerhalb kürzerer Zeiträume getroffen werden und beispielsweise die Abstammung gleicher gleicher Namensträger vom selben Stammvater zu einer Zeit angeben, für die herkömmliche archivalische Quellen wie z.B. Kirchenbücher nicht mehr verfügbar sind.
Bemerkenswert ist, dass diese Erbinformationen durch den Vater bzw. die Mutter unverfälscht weiter gegeben werden, die entsprechende biologische Abstammung also gesichert ist, während Zivilstandsregister, Kirchenbücher, Schatzungslisten u.a. eine Aussage über die biologische Abstammung aus verschiedenen Gründen nur mit eingeschränkter Zuverlässigkeit machen können. Somit müsste streng genommen zwischen biologischer Abstammung und sozialer Herkunft unterschieden werden - auch wenn diese Abstammungen in der Regel identisch sind.
Die mtDNA wird ebenso wie die Y-DNA in sogenannte Haplogruppen unterteilt. Die Zuordnung erfolgt anhand charakteristischer Mutationen in den Gensequenzen und die Haplogruppen sind dabei untereinander stammbaumartig angeordnet.