Les chiens ont 39 paires de chromosomes, pour un total de 78. Cela correspond à 76 autosomes et deux chromosomes sexuels. Comme pour les autres mammifères, le caryotype des chiens mâles est XY alors que le caryotype des femelles est XX.
Bien que les chiens aient 39 paires de chromosomes (contre 23 paires pour les humains), les chiens ont globalement moins de gènes. Les chercheurs qui ont séquencé le génome canin ont identifié environ 19 000 gènes de chien par rapport aux 25 000 gènes ou plus du génome humain. Bien qu'ils aient 6 000 gènes de moins que les humains, les chiens présentent une gamme variée de phénotypes, allant d'animaux aussi gros qu'un grand danois ou un saint-bernard aux chiens jouets ne pesant pas plus de quelques livres. Les généticiens pensent que le génome canin peut être particulièrement sujet aux duplications de gènes et aux réarrangements chromosomiques par rapport aux génomes des humains et d'autres mammifères.