狗的基因組DNA包含28億堿基對,一般認為DNA是高度特異性的,即使是同一物種,除了同卵雙胞胎沒有兩個個體的DNA是一樣的。兩個物種一般比較的是基因組,從這方面講,狗和狼的基因組很相似,狼和狗的基因有98.8%是相同的。由于基因的相似性,狗和狼有共同的行為、身體特征、社會交往、領土本能和交流方式。
狗和狼是由大約3萬3千年前的一個共同祖先進化而來的。狗的祖先被認為是自我馴化而來的,它們發現在人類居住地附近活動能夠獲利,作為回報,人類發現這些狗祖先是很好的警報系統和狩獵伙伴。從那時起,人類就開始關注狗的某些特性,并開始選擇性育種以保留和發展某些性狀特征。2015年發表的一項研究將狗的整個基因組序列與一只3.5萬年前的西伯利亞狼樣本進行比較,結果表明狗和狼的分離可能發生在2.7萬至4萬年前,家養狗可能就是如今已滅絕的灰狼的后代,總的來說,家犬與灰狼的核編碼DNA序列99.96%是一樣的。
狼和狗的基因相似性可以從兩者可以雜交就可以體現出來,一般來說物種之間是存在生殖隔離的,但是狼和狗之間的基因組結構的相似性,導致兩者之間還可以進行雜交,雖然主要是在人工干預下進行的,但自然條件下也是存在的,通常是在發情期的母狗走失,并與野生公狼交配。可以與狼雜交的主要是像狼的狗品種包括西伯利亞哈士奇、德國牧羊犬和阿拉斯加雪橇犬,被稱為“狼狗”的雜交后代只有部分的繁殖能力。
家犬與灰狼雖然僅有約0.04%的差異,但還是足以影響很多的基因,畢竟單個堿基突變就可以導致鐮刀型細胞貧血。狗與狼的差異主要集中在那些涉及認知、記憶、生長和社交技能的基因,這些基因差異在很大程度上是由人工選擇造成的,人類也影響了狗的形態,包括毛發顏色的變化,顱容積的減少和骨骼尺寸的減小,這些形態上的變化可能是有害的。人類也選擇了狗的一些行為特征,而這些特征可能在形態特征出現之前就已經被選擇了,由于這些選擇性的壓力,狗已經進化出不同于狼的群體心態。狼有一個關系緊密的家庭,公狼和母狼一起打獵和撫養孩子,而狗不太傾向于和一個穩定伴侶呆在一起,也不太積極地撫養孩子,更依賴于人類提供的資源。