Неаллельные гени також можуть взаємодіяти між собою. При цьому їх принцип взаємодії дещо інший, ніж домінантно-рецесивні відносини як у випадку алельних генів.

Правильніше говорити не про взаємодію генів, а про взаємодію їх продуктів, тобто взаємодії білків, які синтезуються на основі генів.

Комплементарне взаємодія неалельних генів — це таке їх взаємодія, при якому їх продукти доповнюють дію один одного.

Прикладом компліментарного взаємодії генів є колір очей у мушки дрозофіли. У мушок з генотипом S-B – звичайні червоні очі, ssbb — білі, S-bb — коричневі, ssB- — яскраво-червоні. Таким чином, якщо обидва неалельних гену рецесивні, то ніякої пігмент не синтезується, і очі стають білими. При наявності тільки домінантного гена S з’являється коричневий пігмент, а тільки домінантного B — яскраво-червоний. Якщо ж є два домінантних гена, то їх продукти взаємодіють між собою, утворюючи червоний колір.

При компліментарному взаємодії генів при схрещуванні гетерозигот (AaBb) можливі різні розщеплення за фенотипом (9:6:1, 9:3:3:1, 9:3:4, 9:7).

Епістаз — це така взаємодія неалельних генів, коли дія одного гена пригнічує дію іншого. Эпистатичным (переважною) дією на інший ген може мати як домінантна, так і рецесивна алель даного гена. Розщеплення за фенотипом при доминантном эпистазе, відрізняється від рецесивного. Эпистатичный ген зазвичай позначають буквою I.

Прикладом эпистаза може служити поява кольорового оперення у другому поколінні при схрещуванні білих курей різних порід. У одних генотип IIAA, в інших — iiaa. F1 — IaAa. В F2 відбувається звичайне розщеплення за генотипом: 9I-A- : 3I-aa : 3iiA- : 1iicc. При цьому птахи з генотипом iiA – виявляються забарвленими, що визначає домінантний ген A, який в одного з батьків був пригнічений домінантним геном-інгібітором I, а в іншого був присутній тільки в рецесивною формі.

При полімерному взаємодії неалельних генів ступінь вираженості ознаки (його кількість залежить від кількості домінантних алельних і неалельних генів. Чим більше генів беруть участь у полімерному взаємодії, тим більше різних ступенів вираженості ознаки. Це відбувається при комулятивной полімерії, коли всі гени беруть участь у накопиченні ознаки. При некомулятивной полімерії кількість домінантних генів не впливає на ступінь вираженості ознаки, достатньо хоча б одного; а відмінна за фенотипом форма спостерігається лише в особин, у яких всі полімерні рецесивні гени.

Полимерией, наприклад, визначається колір шкіри людини. Вплив надають чотири гена (або чотири пари алелей за іншими джерелами). Розглянемо ситуацію з двома парами. Тоді A1A1A2A2 визначить найбільш темний колір, a1a1a2a2 — найсвітліший. Середній колір шкіри проявиться, якщо два будь-яких гена будуть доминантны (A1a1A2a2 , A1A1a2a2, a1a1A2A2). Наявність одного домінантного гена призведе до кольору шкіри близькій до світлого, але темніше, а трьох домінантних — близького до темного, але світліше.

Буває, що один ген визначає кілька ознак. Така дія гена називається плейотропией. Зрозуміло, що тут мова йде не про взаємодію генів, а з множинним дією одного гена.