La maggior parte delle caratteristiche umane, sia fisiche (altezza, colore della pelle) che psicologiche (intelligenza, ansia), sono il risultato di un intricato sistema di effetti tra ciò che è scritto nel nostro Dna, l'ambiente che ci circonda e i nostri stili di vita. Queste caratteristiche sono chiamate, in gergo tecnico, "caratteri (o tratti, o fenotipi) complessi (o multifattoriali)". I gemelli sono un sistema naturale per stimare il ruolo esercitato dai fattori genetici e ambientali nel determinare le variazioni interindividuali per un certo fenotipo. Con formule matematiche si confronta la somiglianza per un tratto (in gergo tecnico la "correlazione" e la "concordanza") nelle coppie di gemelli monozigoti con la somiglianza nelle coppie di dizigoti. Se la somiglianza è maggiore nei monozigoti, che sono geneticamente identici, e minore nei dizigoti, che hanno la stessa relazione genetica che intercorre tra fratelli o sorelle comuni, si può dedurre che i geni determinano in parte il carattere. Se invece non c'è differenza, questo vuol dire che il carattere in esame è determinato esclusivamente dall'ambiente e dalle abitudini di vita.
