يعزى كثير من التقدم في الدراسات المناعية والفيروسية - وفي البحوث الطبية ككل- لعلم الوراثة. يدرس العلماء الآن خلايا الجسم والكائنات التي يمكن أن تصيبه على المستوى الجزيئي. في سياق أواخر القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين، كشفت الدراسات البيو-كيميائية والجينية كثيرا من أساسيات أيض الخلايات ودور الجينات. بحلول منتصف القرن، فهم الباحثون بنية الجينات وكيفية ترتيبها ضمن الكروموسومات التي تحتويها. في لب الكروموسوم هنالك جزيء طويل يسمى حمض نووي ريبي منقوص الأكسجين، المعروف بشكل أفضل بالحمض النووي (دي أن ايه).
) لاحقا في عام 1953، قام كل من عالم الكيمياء الحيوية البريطاني فرانسيس كريك (1916 - 2004) والأحيائي الأمريكي جيمس واتسون (1928-.....) بفك رموز بنية الحمض النووي. فكان ذلك أحد أعظم الانجازات العلمية. إن معرفة البنية مكن من تحديد موقع كل جين ومن ثم تحديد غايته المعينة. مع بداية القرن الواحد والعشرين، قام العلماء بتخطيط البنية الجينية للبشر المعروفة بالجينات البشرية.
وعدا عن أهميتها لدراسات الخلية، فإن فك الرمز الجيني أحث تغييرا جذريا في الطب بعدة طرق. حيث يمكن تتبع أسباب العديد من الأمراض في الكروموسومات المختلة أو في جينات معينة على الكروموسومات. وهذا بدوره مكن من البحث عن قابلية الإصابة بهذه الأمراض، ومنها التليف الكيسي، مرض هانتنغتون، وبعض أنماط سرطان الصدر.
وقد جعلت الهندسة الوراثية من الممكن ابتكار أدوية جديدة مشتقة من المواد الكيميائية الطبيعية للجسم. تتضمن تلك الإنسولين، الإنترفيرون، هرمون النمو البشري، وهرمونات أخرى تستخدم لحفز إنتاج خلايا الدم. إن الهدف الأعظم للهندسة الوراثية هو المعالجة المباشرة للجينات. يشتمل ذلك على حقن نسخ طبيعية من الجينات الشاذة في الخلايا وعادة عبر فيروس. إن الأمل المرجو هو أن المعالجة بالجينات ستوفر علاجات للعديد من الأمراض. لكن التقدم ما يزال محدودا جدا حتى الآن.
وكما بدأ علم الوراثية بالسماح للأطباء بمشاهدة أعمال الجسم بمنتهى الدقة، أتاحت لهم التكنولوجيا الحديثة مشاهدة عمليات الجسم فعليا.