De acordo com nosso entendimento, genes alelos são responsáveis por controlar um mesmo caráter e ocupam os mesmos sítios em cromossomos homólogos. Até agora, examinamos somente situações em que havia somente dois tipos de alelos para uma característica específica (alelos simples), no entanto existem situações em que mais de dois tipos de alelos influenciam na determinação de um mesmo traço dentro de uma população. Esse tipo de herança genética é denominado de alelos múltiplos (ou polialelia). Mesmo que haja diversos alelos possíveis para determinar um mesmo traço genético, um organismo diploide carrega apenas dois alelos para expressar essa característica, um em cada posição do cromossomo que forma o par homólogo. Alelos múltiplos são comuns em seres vivos e plantas, mas os exemplos mais conhecidos de polialelia incluem a pigmentação da pele em coelhos e os tipos sanguíneos do sistema ABO em humanos. Um caso bastante interessante e fácil de compreender é a análise da pigmentação da pelagem em coelhos, que mostra a manifestação genética de uma sequência contendo quatro variações genéticas: o alelo C, que controla a cor Aguti ou Salvagem; o alelo Cch, responsável pela cor Chinchila; o alelo Ch, que resulta na pigmentação Himalaia; e o alelo Ca, que determina a coloração Albina.