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犬长期以来与人共同生活，共同进化，其基因组与人相似程度高，同时犬也患有与人相似的遗传病，包括血友病、杜氏肌营养不良、视网膜色素变性等，且疾病的致病机制与病理表现与人相似。因此，犬是人类遗传病研究非常好的动物模型，伴随着犬基因组测序的完成及对基因组的挖掘，将更加加深对遗传疾病的认识，助力人类遗传病的研究与治疗。
犬基因组由39对染色体组成，包括38对常染色体和1对性染色体组成。性染色体都为双臂，X染色体为亚中间着丝粒型，Y染色体为中间着丝粒型。38对常染色体均为近端着丝粒类型，染色体形状和大小非常接近，难以区分。犬约有24.1亿对碱基，比人类约少6亿对。包括19856个编码基因，11898个非编码基因，3348个小非编码基因，8124个长非编码基因，950个假基因，共表达基因39074个，SNP位点250万。广泛的纯合性存在于犬的基因组结构中，是犬基因组的一个特点。
犬线粒体DNA是闭合的双链DNA，序列长16 kb，根据两条G+T含量不同分为轻链和重链。犬线粒体基因组（mtDNA）由37个基因和一段长度可变的非编码序列（又称控制区或D-loop）组成。除了D-loop区和轻链复制起点外，其余为基因编码区。编码区基因排列紧密，其中AT碱基含量占60.39%，G碱基含量14.12%，AT碱基含量显著高于GC碱基，具有显著的碱基偏好性。37个基因中包括13个蛋白质基因，2个rRNA基因和22个tRNA基因。非编码区D-loop包括DNA复制或/和转录相关序列。由3个部分组成：保守序列、终止相关序列与中央保守区，犬在该区域存在GTACACGTAC这一10bp的重复序列单元。犬线粒体基因组中存在基因间隔和基因重叠现象，ATP8/ATP6.ND5/ND6之间表现较为明显；在密码子使用频率上，CUA，AUU，AUA等密码子使用频率最高，第3位为G的密码子使用频率最低。
线粒体功能异常是很多疾病产生及发展的原因，线粒体DNA为母系遗传，精子线粒体DNA在受精后水解掉，受精卵中的线粒体DNA来源于卵母细胞，由于卵母细胞易受环境等因素影响产生氧化应激，而氧化应激会损伤线粒体DNA，造成线粒体DNA损伤和变异，进而影响细胞呼吸甚至凋亡，从而引发疾病。在对犬乳腺肿瘤及肥大细胞肿瘤样品中检测均发现线粒体DNA编码ND1、ND2、ND4发生突变。
犬精子在睾丸曲细精管生成，在刚出生时，犬的曲细精管没有管腔，只有在胎儿时期就形成的性原细胞和未分化细胞，精子由精原细胞经分裂发育而来。经过14天的发育，曲细精管开始出现管腔，同时精原细胞经过5次分裂形成16个初级精母细胞，初级精母细胞又经过21天的发育，分裂为2个次级精母细胞，次级精母细胞再经过分裂形成2个精细胞，并迁移曲细精管管腔，最后，精细胞在曲细精管中历时10.5天，经过形态改变，细胞核发育成为为精子头，高尔基体成为顶体，中心小体变为精子尾等，发育成精子。
不同于其他物种，犬卵母细胞在排卵时仍处于GV期，需要在输卵管中成熟48～72小时后，才能排出第一极体，成为具有受精能力的卵母细胞。卵母细胞在输卵管受精后，受精卵开始迅速分裂。犬类受精卵到达子宫输卵管连接处所需的时间比其他物种更长，达到7～9天，在第17～19天胚胎着床于子宫。