Gen, canlıların yapısal özelliklerini ve farklılıklarını barındıran DNA segmentleridir. DNA zinciri üzerinde bulunan genler, tüm karakteristik yapıları, fiziksel özellikleri ve bazı hastalıkları içerir. Genler, şifreli bir kutu gibi işlev görür ve kuşaklar arasındaki bilgi aktarımını sağlar. Örneğin, kanser taşıyan bir bireyin aile geçmişinde de bu hastalığın görülme olasılığı yüksektir. Bu tür özellikler 'kalıtsal karakterler' olarak adlandırılır.

Gen terimi ilk defa 1909 yılında Johannsen tarafından kalıtsal üniteleri tanımlamak için kullanılmıştır. Canlı türlerindeki benzerlik veya farklılıkları ortaya çıkaran en büyük etken gendir. Ancak, genlerin yanı sıra çevresel faktörler de bu süreçte etkilidir. Tüm bu kalıtsal bilgi 'genetik bilgi' olarak adlandırılır.

Gen yapısı üzerinde birçok araştırma yapılmış ve yapılmaya devam etmektedir. Araştırmalar, genlerin kromozomlar üzerinde bir kolyenin boncukları gibi dizildiğini göstermektedir. Bu yapı sayesinde organizmanın yapısında bulunan proteinler ve hücre yapısı dölten döle aktarılabilmektedir. Genin DNA zincirinde bulunan bölümler kalıtımla ilgilidir ve yapısında ortalama 1500 nükleotit bulunmaktadır. Hücre bölünmesi sırasında genetik materyal her iki hücrede de var olabilmek için kendini çoğaltma özelliğine sahiptir.

Her gen, birçok genetik mesaj taşımaktadır ve bu duruma ırsilik denir. Her karakteristik özellik en az iki gen ile belirlenmektedir. Gen biliminde her gen bir harf ile belirtilir. Dominant (baskın) genler büyük harflerle, resesif (çekinik) genler ise küçük harflerle ifade edilir. Dominant genler karakteristik özelliklerin gelecek kuşaklara taşınmasına neden olur. Görünüş olarak kendini ortaya çıkaran gene dominant gen, etkisi gizli ancak diğer döllere aktarılmaya devam eden gene ise çekinik (resesif) gen denir.

Gen çiftleri homolog kromozomların karşılıklı yerlerinde yer almaktadır. Aynı karakterler üzerinde aynı istikamette etki gösteren genlere "identik genler" denir. AA ve aa identik genlerdir. Aynı karakterler üzerinde zıt yönde etki gösterenlere ise "alel genler" denir. Örneğin, B geni b'nin aleli olmaktadır. Aynı yönde veya zıt yönde etki gösteren gen çiftlerine alel adı verilir.

Gen çiftinde, yani alelde, her iki gen de aynı yapıda ise organizmanın genotipi homozigot, değilse heterozigot olarak geçer. Örneğin, AA gen çifti homozigot, Aa veya Bb alel ise heterozigot genotipi ifade eder. Alel gendeki bulunan iki genin özellikleri aynı zamanda organizmada ortaya çıkmayabilir. Genellikle bir tanesinin özelliği canlıda aktif olur. Bu gene baskın (dominant) gen denir. Daha çok dominant genler aracılığı ile geçen özellikler, her nesilde kendini gösterir. Resesif karakterler ise her nesilde görülmezler. Çünkü dominant genle birlikte yer alan çekinik gen, geride kalır ve fenotipte ortaya çıkamaz. Resesif genler, kişide homozigot forma geçince (alelde her iki genin aynı olması) kendilerini belli ederler. Bu sebepten ötürü resesif bir genle iletilen bir rahatsızlık ya da özellik, uzun nesiller boyunca gizli kalabilmektedir.

Genler, yalnızca fiziksel özelliklerin değil, aynı zamanda biyokimyasal süreçlerin ve davranışsal özelliklerin de aktarılmasında rol oynar. Genetik araştırmalar, hastalıkların tedavisinde ve önlenmesinde devrim niteliğinde ilerlemeler sağlamıştır. Gen tedavisi, genlerin değiştirilmesi veya düzenlenmesi yoluyla hastalıkların tedavi edilmesini hedefler. Ayrıca, genetik mühendislik uygulamaları, tarım ve hayvancılık alanında da verimliliği artırmak için kullanılır.

Genetik bilginin anlaşılması, biyoteknoloji ve tıp alanlarında yenilikçi uygulamaların geliştirilmesine olanak tanır. Genlerin işleyişi ve etkileşimleri, biyolojik çeşitliliğin ve evrimin temelini oluşturur. Bu nedenle, genetik araştırmalar ve eğitim, biyolojik bilimlerin ilerlemesi için kritik öneme sahiptir.