Bir hücrenin bölünmesiyle ortaya çıkan hücrelerin tümünün DNA'nın özdeş bir kopyasını alması son derece önemlidir. Bu kopya alma süreci, DNA replikasyonu süreci ile gerçekleştirilir. DNA replikasyonu, hücre mitoz veya mayoza girmeden önce, hücre döngüsünün sentez fazı (S fazı) sırasında meydana gelir.

Çift sarmal yapısının keşfi, DNA'nın nasıl kopyalandığına dair ipuçlarını da beraberinde getirmiştir. Adenin nükleotidlerinin timin nükleotidleriyle, ve sitozinin de guaninle eşleştiğini, bu nükleotitlerin birbirinin tamamlayıcısı olduğunu hatırlayın. Yani AGTCATGA nükleotid dizisine sahip bir DNA sarmalı, TCAGTACT dizisine sahip tamamlayıcı bir sarmalla bir arada yer alacaktır.

Popülasyonlar, dinamik varlıklardır. Büyüklükleri ve kompozisyonları, çevredeki mevsimsel ve yıllık değişiklikler, orman yangınları ve volkanik patlamalar gibi doğal afetler ve tür içi/dışı kaynak rekabeti dahil olmak üzere birçok faktörün etkisiyle dalgalanır. Popülasyonları tanımlamak ve ne tür değişikliklere uğradıklarını bulgulamak amacıyla tasarlanan bir dizi matematiksel araç ile popülasyonları istatistik çerçevesinde inceleyen alana demografi adı verilmiştir.

Bu matematiksel araçların çoğu insan popülasyonlarını incelemek üzere geliştirilmiştir. Örneğin bir popülasyondaki bireylerin yaşam beklentilerine yönelik detaylı bilgi veren yaşam tabloları, başlangıçta hayat sigortası şirketleri tarafından sigorta tarifelerini belirlemek amacıyla geliştirilmiştir. Buna bağlı olarak "demografi" terimi, bazen yalnızca insan popülasyonlarının incelenmesi olarak anlaşılsa da demografi araçları, yaşayan tüm popülasyonları incelemek amacıyla kullanılabilmektedir.

Popülasyon artışının basit düzeydeki iki modeli, popülasyon büyüklüğündeki değişim oranını tanımlamak için rastgele gerçekleşen olayları hesaba katmayan, deterministik denklemleri temel alır. Bu modellerden ilki olan üstel artış modeli, sayıları herhangi bir limite tabi olmaksızın artan teorik popülasyonları tanımlar. İkinci model olan lojistik büyüme modelinde ise popülasyon boyutu arttıkça yoğunlaşan üremeye bazı sınırlar getirilmektedir. Bu modellerin ikisi de doğal popülasyonları yeterli oranda tanımlamasa da belirli düzeylerde karşılaştırma yapmayı mümkün kılmaktadır.

Popülasyonların başlangıçtaki büyüme hızları üstel büyüme modeli çerçevesinde gerçekleşir. Bununla beraber popülasyonları sınırlayan etkiler de yok değildir. Örneğin Charles Darwin'in de doğal seçilim teorisi üzerinde çalışırken etkilendiği İngiliz din adamı Thomas Malthus'un 1798 tarihli kitabında, doğal kaynakları bol olan popülasyonların oldukça yüksek hızlarda büyüdüğü, ancak nüfus ile kaynak kullanımının da arttığı ve kaynakların tükenmesiyle popülasyon büyümesinin sınırlandığı ifade edilmektedir.

DNA'nın keşfedilmesiyle başlayan nükleik asit çalışmaları, genlerin ve küçük fragmentlerin incelenmesiyle devam etmiş ve şimdi de genomik alanında hız kazanmaktadır. Genomik, tam bir gen setinin nükleotit dizilimi, organizasyonu, tür içindeki ve diğer türler arası etkileşimleri dahil olmak üzere tüm genomun incelenmesidir. DNA dizileme teknolojisinin gelişimi, genomikteki ilerlemelere öncülük etmiştir. Tıpkı bilgi teknolojilerinin dünyadaki konumlar hakkında ayrıntılı bilgi almamızı sağlayan Google Haritalar'a yol açması gibi, genomik bilgi de farklı organizmaların DNA'larının benzer haritalarını oluşturmak için kullanılmaktadır.

Genom haritalaması, her bir kromozom üzerindeki genlerin yerini bulma işlemidir. Oluşturulan haritalar, sokaklarda gezinmek için kullandığımız haritalara benzetilebilir. Genetik harita, genleri ve bunların kromozom üzerindeki konumlarını gösteren bir çizimdir. Genetik haritalar büyük resme bakmamızı sağlarken (eyaletler arası karayolları haritası gibi) detaylara işaret etmek için genetik belirteçler kullanır (yer işaretleri gibi). Genetik bir belirteç, ilgili özellik ile genetik bağlantı gösteren bir kromozom üzerindeki bir gen veya dizidir. Genetik belirteç, ilgilenilen genle kalıtsal olma eğilimindedir ve mayoz sırasındaki rekombinasyon sıklığı aralarındaki mesafenin bir ölçüsüdür. İlk genetikçiler buna bağlantı analizi adını vermişlerdir.

Gen klonlama, konak hücre içerisinde istenilen bir genin çok sayıda kopyasını elde etme işlemidir. Eğer elinizde az bulunan önemli bir protein geni varsa ve bu proteinden daha fazlasını üretmek istiyorsanız, az sayıdaki protein geni ile bu işlemi yapmanız çok zor ve uzun sürecektir. Oysa 1970 yılında keşfedilen gen klonlama teknikleri sayesinde bir DNA parçasını istediğiniz sayıda üretebilirsiniz.

Biyoteknoloji ise, yapay yollarla organizmaların veya hücrelerin genetik materyalinin değiştirilmesi yoluyla yeni bileşiklerin üretilmesini veya söz konusu organizmalara, hücrelere yeni işlevler kazandırılmasını konu alır ve tarımın başlangıcından bu yana yapay seçilim gibi yollarla çiftlik hayvanlarını ve mahsulleri geliştirmek için kullanılmaktadır.