Bir gen ailesi, birkaç benzer genden oluşan bir kümedir. Tek bir orijinal genin çoğalmasıyla meydana gelirler. Genellikle benzer biyokimyasal işlevlere sahiptirler. Genlerin çoğaldığı fikri neredeyse genetik bilimi kadar eskidir.
Bu ailelerden biri de insan hemoglobin alt birimlerinin genleridir. On gen, α-globin ve β-globin lokusları olarak adlandırılan farklı kromozomlar üzerinde iki küme halindedir. Bu iki gen kümesinin yaklaşık 500 milyon yıl önce bir öncü genin kopyalanmasıyla ortaya çıktığı düşünülmektedir.
En büyük gen ailesinin koku alma genleri olduğu söylenmektedir. Homeobox genleri de bir diğer önemli gruptur.
Bağışıklık sistemi genleri birkaç gen ailesini içerir. Bunlar majör histo-uyumluluk kompleksini ve immünoglobulinleri kodlar. Toll benzeri reseptörler memelilerde enfeksiyonun ana sensörleridir.