Генетске студије о Србима показују блиску сродност са осталим суседним Јужним Словенима.
И-ДНК И-хромозомске хаплогрупе идентификоване код Срба из Србије и блиских земаља су са одговарајућим процентима: И2а (36,6 -42% ), Е1б1б (16,5 -18,2% ), Р1а ( 14,9 -15% ), Р1б (5 -6% ), И1 (1,5 -7,6% ), Ј2б (4,5 -4,9% ), Ј2а (4 -4,5% ), Ј1 (1 -4,5% ), Г2а (1,5 -5,8% ), и неколико других неуобичајених хаплогрупе са мањим фреквенцијама. десно|мини| Приближна фреквенција и дистрибуција варијансе кластера хаплогрупе И-П37, прастарих „Дњепарско-карпатских“ (ДИС448=20) и изведених „Балканских“ (ДИС448=19: представљено једним СНП И-ПХ908 ), у источној Европи према ОМ Утевској (2017). И2а-П37.2 је најзаступљенија хаплогрупа, која чини једну трећину Срба. Представљен је са четири подкластера И-ПХ908 (25,08%), И2а1б3-Л621 (7,59%), И2-ЦТС10228 (3,63%) и И2-М223 (0,33%). Студија узорака Срба из различитих делова Западног Балкана из 2019. године показала је да „отприлике половина њих потиче из Херцеговине и Старе Херцеговине “чија је популација кроз историју снажно утицала на данашњу српску мушку генетику". Старија истраживања сматрала су да је висока учесталост овог субклада у јужнословенским популацијама резултат „предсловенског“ палеолитског насеља у региону, истраживање О. М. Утевске (2017) је потврдило да је хаплогрупа СТР хаплотипови имају највећи диверзитет у Украјини, са резултатом СТР маркера предака „ДИС448=20“ који чини кластер „Дњепар – Карпати“, док млађи изведени резултат „ДИС448=19“ чини „балкански кластер“ који је доминантан међу Јужним Словенима. Овај „балкански кластер” такође има највећу варијансу у Украјини, што указује да је веома висока учесталост на Западном Балкану последица ефекта оснивача. Утевска је израчунала да се дивергенција СТР кластера и његово секундарно ширење од средњег тока реке Дњепар или од источних Карпата према Балканском полуострву догодило пре отприлике 2.860 ± 730 година, повезујући то са временима пре Словена, али много после опадања Цуцутени–Трипиллиа култура. Тачније, „Балкански кластер“ представља један СНП, И-ПХ908, познат као И2а1а2б1а1а1ц у ИСОГГ филогенетском стаблу (2019), а према ИФулл ИТрее-у формиран је и имао ТМРЦА приближно 1.850-1.700 ИБП (2. и 3. век п. н. е.). Иако је И-Л621 доминантан међу савременим словенским народима на територији некадашњих балканских провинција Римског царства, до сада није пронађен међу узорцима из римског периода и скоро га нема у савременој популацији Италије. Пронађен је у скелетним остацима са артефактима, који указују на вође, мађарских освајача Карпатског басена из 9. века, део западноевроазијско-словенске компоненте Мађара. Према Памјаву (2019) и Фотхи (2020), дистрибуција предачких субклада попут И-ЦТС10228 међу савременим носиоцима указује на брзу експанзију из југоисточне Пољске, углавном се односи на Словене и њихову средњовековну миграцију, а „највећа демографска експлозија догодила се на Балкану“. лево|мини| Дистрибуција хаплогрупе Е-В13 у Европи. Е1б1б-М215 је друга најзаступљенија хаплогрупа међу Србима, која чини скоро једну петину Срба. Представљен је са четири подкластера Е-В13 (17,49%), Е1б1б-В22 (0,33%) и Е1б1б-М123 (0,33%). У југоисточној Европи, његова фреквенција достиже врхунац на југоисточној ивици региона, а варијанса на југозападу региона. Иако је његова учесталост веома висока код косовских Албанаца (46%) и македонских Рома (30%), ова појава је пре жаришне него клиначке природе, највероватније последица генетског дрифта. Е-В13 је такође висок међу Албанцима у Северној Македонији (34%) и Албанцима у Албанији (24%), као и међу етничким Македонцима, Румунима и Грцима. Налази се на ниским до умереним фреквенцијама у већини словенских популација. Међутим, код Јужних Словена то је прилично уобичајено. Има га код 27% Црногораца, 22% Македонаца и 18% Бугара, свих словенских народа. Умерене фреквенције Е-В13 се такође налазе у Италији и западној Анадолији. У већем делу централне Европе (Мађарска, Аустрија, Швајцарска, Украјина, Словачка), налази се на ниским до умереним учесталостима од 7-10%, иу Р1а (словенској) и Р1б (германској/келтској) популацији која доминира. Вероватно је настао на Балкану, у Грчкој или Карпатском басену 9000 ИБП или непосредно пре доласка у Европу током неолита. Хаплогрупа његових предака, Е1б1б1а-М78, је пореклом из североисточне Африке.
Р1а1-М17 чини око једне седме до једне шестине српских И-хромозома. Представљен је са четири подкластера Р1а (10,89%), Р1а-М458 (2,31%), Р1а-ИП4278 (1,32%) и Р1а-И2613 (0,33%). Његова фреквенција достиже врхунац у Украјини (54,0%). То је најдоминантнија хаплогрупа у општесловенском очевском генофонду. Варијанца Р1а1 на Балкану је можда била појачана инфилтрацијама народа који говоре индоевропски између 2000. и 1000. п. н. е., и словенским миграцијама у регион у раном средњем веку. Линија потомака Р1а1-М17, Р1а1а7-М458, има највећу фреквенцију у централној и јужној Пољској.
Р1б1б2-М269 је умерено заступљен међу српским мушкарцима (6–10%), у Србији 10% (Баларескуе ет ал. 2010), са подкласом М269* (кЛ23) 4,4% у Србији, 5,1% у Македонији, 7,9% на Косову. Највећа учесталост на централном Балкану (Мирес ет ал. 2010). Своју фреквенцију има у западној Европи (90% у Велсу), али висока учесталост се такође налази у средњој Европи међу Западним Словенима (Пољаци, Чеси, Словаци) и Мађарима, као и на Кавказу међу Осетима (43%). У Европу су га унели фармери који су мигрирали из западне Анадолије, вероватно око 7500 ИБП. Носиоци ове хаплогрупе Срби су у истом кластеру са средњоевропским и источноевропским, на шта указују и фреквентне дистрибуције њених подхаплогрупа у односу на укупан Р-М269. Друга два кластера чине, западноевропљани и група становништва из Грчке, Турске, Кавказа и региона Уралских планина.
Ј2б-М102 и Ј2а1б1-М92 имају ниске фреквенције код Срба (6–9% заједно). Разне друге лозе хаплогрупе Ј2-М172 налазе се широм Балкана, све са ниским фреквенцијама. Хаплогрупа Ј и сви њени потомци потичу са Блиског истока. Предлаже се да су балкански мезолитски сточари, носиоци И-П37.2 и Е-В13, усвојили пољопривреду од почетних земљорадника Ј2 који су колонизовали регион око 7000 до 8000 ИБП, преносећи неолитски културни пакет.
И1-М253 се такође налази на ниским фреквенцијама (1,5-7,6%) и представљен је са три подкластера И1-П109 (5,28%), И1 (1,32%) и И1-З63 (0,99%).
Анализа молекуларне варијансе заснована на И-хромозомским СТР-овима (микросателитима) показала је да се Словени могу поделити у две групе: једну која обухвата Западне Словене, Источне Словене, Словенце и западне Хрвате, а другу – све преостале Јужне Словене. У другу групу спадају Хрвати из северне Хрватске (загребачка област). Ова разлика би се могла објаснити генетским доприносом предсловенских балканских популација генетском наслеђу неких Јужних Словена који припадају овој групи. Анализа главних компоненти фреквенција И-хромозомских хаплогрупа међу три етничке групе у Босни и Херцеговини (босански Срби, босански Хрвати и Бошњаци), показала је да су босански Срби и Бошњаци генетски ближи једни другима него што је било који од њих босанским Хрватима (углавном због босанских Хрвата врло високе И2а фреквенције). Према анализи кореспонденције, анализи примеса и Рст генетској удаљености, српски регионални популацијски узорци су груписани заједно и најближи су Црногорцима, Македонцима и Бугарима, при чему су западни Срби посредни између њих и хрватско-босанског и херцеговачког кластера.
И-ДНК Хаплогрупе фреквенције +географске асоцијације хаплогрупе:Источна Европа и БалканЗападна ЕвропаМедитеран и Блиски истокИсточна Азија и СибирЈужна АзијаосталоПопулацијаУзорциИзвориI2R1aEI1R1bJ1J2aJ2bGTLNQCHосталоБосна и ХерцеговинаБосна и Херцеговина, етнички Срби95Марјановић (2005), Батаља (2008), Ковачевић (2014)40.0014.7022.102.105.201.102.105.202.100.000.005.200.000.000.000.00Западна СрбијаПријепоље, Уб, етнички Срби67Тодоровић (2015)40.3013.434.4823.882.990.001.492.992.990.000.000.000.000.000.007.46Западна Србија, генерална популација237Стевановић (2007)43.4610.1313.507.1710.131.693.382.531.270.420.002.531.691.690.420.00Централна и Источна СрбијаЦентрална Србија, генерална популација179Мирабал (2010)37.4313.9617.317.264.460.553.351.672.230.000.553.351.670.002.230.00Александровац, етнички Срби85Тодоровић (2014)35.2921.1715.294.701.172.352.354.7010.580.000.000.001.170.000.001.17Централна Србија, генерална популација71Згоњанин (2017)33.8016.9016.9011.275.632.824.232.820.000.000.001.412.820.001.410.00Београд, генерална популација113Перичић (2005), Кушњаревић (2015)31.8615.9321.245.3110.620.002.655.310.000.000.002.650.000.000.883.54Централна Србија, генерална популација103Перјепо (2012), citing 30.1020.4018.507.807.701.004.002.905.800.000.001.900.000.000.000.00Јужна и југоисточна СрбијаЈужна Србија, генерална популација69Згоњанин (2017)31.8813.0428.997.252.904.351.451.451.450.000.002.902.900.001.450.00Ниш, генерална популација38Скорано (2017)28.9518.4213.162.6310.537.895.267.892.632.630.000.000.000.000.000.00ВојводинаНови Сад, генерална популација185Веселиновић (2008)32.4315.1415.686.4910.271.083.787.571.620.540.000.541.620.542.700.00Војводина, генерална популација69Згоњанин (2017)30.4318.8421.744.355.801.451.454.354.350.000.007.250.000.000.000.00Различити региониСрбија (Западна, Северна и Централна), генерална популација209Згоњанин (2017)32.0516.2722.497.664.782.872.392.871.910.000.003.831.920.000.960.00Србија (Ниш, Брестовац, Студеница, Шумадија), генерална популација67Скорано (2017)41.7914.9316.421.495.974.484.484.481.494.480.000.000.000.000.000.00Србија, Црна Гора, БИХ, Хрватска, етнички Срби303Качар (2019)36.6314.8518.157.594.952.643.304.951.980.330.003.960.660.000.000.00Пријепоље, Београд, Уб, генерална популација96Тодоровић (2015)33.3312.507.2919.7910.410.001.043.122.080.000.002.080.002.081.045.20
мтДНК Према Давидовићу и студији о митохондријалној ДНК из 2014. године у 139 узорака у Србији присутне су „лозе мтДНК које се претежно налазе у словенском генском фонду (У4а2а*, У4а2а1, У4а2ц, У4а2г, ХВ10), подржавајући заједничко словенско порекло, али и лозе које су можда настале у оквиру јужне Европе (Х5*, Х5е1, Х5а1в) и посебно Балкана (Х6а2б и Л2а1к)“. Према студији из 2017. године о разноликости хаплогрупе У „наводне лозе специфичне за Балкан" (нпр. откривене су У1а1ц2, У4ц1б1, У5б3ј, К1а4л и К1а13а1) и лозе које деле Срби (Јужни Словени) и Западни и Источни Словени (нпр. У2е1б1, У2е2а1д, У4а2а, У4а2ц, У4а2г1, У4д2б и У5б1а1). Изузетна разноврсност мајчинских лоза пронађена код Срба може бити повезана са генетским утицајем обе аутохтоне предсловенске балканске популације на чији су генски фонд мтДНК током времена утицале миграције различитих популација (нпр. сточари бронзаног доба) и придошлице Словена и Германа у раном средњем веку“. Студија из 2020. године на 226 узорака података митохондријалног генома српске популације „подржала је израженију генетску диференцијацију међу Србима и двема словенским популацијама (Руси и Пољаци) такође као експанзију српског становништва након последњег глацијалног максимума и током периода сеобе (од ИВ до ИКС века нове ере)“.
Аутозомна ДНК десно|мини| Генетичка структура унутар европског контекста према три генетска система атДНК (А), ИДНА (Б) и мтДНК (Ц) по Кушњаревићу ет ал. (2015)