狗的基因组DNA包含28亿碱基对，一般认为DNA是高度特异性的，即使是同一物种，除了同卵双胞胎没有两个个体的DNA是一样的。两个物种一般比较的是基因组，从这方面讲，狗和狼的基因组很相似，狼和狗的基因有98.8%是相同的。由于基因的相似性，狗和狼有共同的行为、身体特征、社会交往、领土本能和交流方式。
狗和狼是由大约3万3千年前的一个共同祖先进化而来的。狗的祖先被认为是自我驯化而来的，它们发现在人类居住地附近活动能够获利，作为回报，人类发现这些狗祖先是很好的警报系统和狩猎伙伴。从那时起，人类就开始关注狗的某些特性，并开始选择性育种以保留和发展某些性状特征。2015年发表的一项研究将狗的整个基因组序列与一只3.5万年前的西伯利亚狼样本进行比较，结果表明狗和狼的分离可能发生在2.7万至4万年前，家养狗可能就是如今已灭绝的灰狼的后代，总的来说，家犬与灰狼的核编码DNA序列99.96%是一样的。
狼和狗的基因相似性可以从两者可以杂交就可以体现出来，一般来说物种之间是存在生殖隔离的，但是狼和狗之间的基因组结构的相似性，导致两者之间还可以进行杂交，虽然主要是在人工干预下进行的，但自然条件下也是存在的，通常是在发情期的母狗走失，并与野生公狼交配。可以与狼杂交的主要是像狼的狗品种包括西伯利亚哈士奇、德国牧羊犬和阿拉斯加雪橇犬，被称为“狼狗”的杂交后代只有部分的繁殖能力。
家犬与灰狼虽然仅有约0.04%的差异，但还是足以影响很多的基因，毕竟单个碱基突变就可以导致镰刀型细胞贫血。狗与狼的差异主要集中在那些涉及认知、记忆、生长和社交技能的基因，这些基因差异在很大程度上是由人工选择造成的，人类也影响了狗的形态，包括毛发颜色的变化，颅容积的减少和骨骼尺寸的减小，这些形态上的变化可能是有害的。人类也选择了狗的一些行为特征，而这些特征可能在形态特征出现之前就已经被选择了，由于这些选择性的压力，狗已经进化出不同于狼的群体心态。狼有一个关系紧密的家庭，公狼和母狼一起打猎和抚养孩子，而狗不太倾向于和一个稳定伴侣呆在一起，也不太积极地抚养孩子，更依赖于人类提供的资源。
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