Os cães têm 39 pares de cromossomos, para um total de 78. Isso funciona para 76 autossomos e dois cromossomos sexuais. Tal como acontece com outros mamíferos, o cariótipo dos cães machos é XY, enquanto o cariótipo das fêmeas é XX.
Embora os cães tenham 39 pares de cromossomos (em comparação com 23 pares de humanos), os cães têm menos genes no geral. Os pesquisadores sequenciando o genoma canino identificaram cerca de 19.000 genes de cães em comparação com os 25.000 ou mais genes do genoma humano. Apesar de ter 6.000 genes a menos do que os humanos, os cães exibem uma ampla gama de fenótipos, desde animais grandes como Dogue Alemão ou São Bernardo até cães de brinquedo que pesam não mais do que alguns quilos. Os geneticistas acreditam que o genoma canino pode ser especialmente propenso a duplicações de genes e rearranjos cromossômicos em comparação com os genomas de humanos e outros mamíferos.