达尔文的《物种起源》出版大约100年后，沃森和克里克发现了DNA的双螺旋结构，从而最终确立了DNA就是寻觅已久的遗传物质。有了DNA，寻究物种的起源就有了新的更可靠的方法。
1997年，加州大学洛杉矶分校的科学家率先使用线粒体DNA来追溯狗的祖先，他们将来自世界各地140只不同种类的狗、162只灰狼、5只北美小狼和12只豺的线粒体DNA进行相互比对。研究显示，狗与灰狼的亲缘关系最近，这意味着，狗最可能来自人类对灰狼的驯化。
2003年，美国西雅图的弗雷德·赫奇逊癌症研究中心的研究人员在美国《科学》杂志上报告说，他们分析了85个品种414只纯种狗的基因，将它们相互比较并与狼的基因比较，得出了一些结果。在某个特定品种的狗之间，基因的相似度很高，而不同品种的狗基因存在一定差异。这种差异就像不同种族的人与人之间的差异一样。尽管所有狗的99%的基因是相同的，但剩下1%的基因差异却决定了狗的品种。
是一次驯化，还是多次驯化？
接下来一个有意思的问题是，狗是在某一个地方被人类一次性驯化，然后向世界各地传播的，还是在不同的地方被独立驯化的？
上世纪90年代，美国加利福尼亚大学的查尔斯·维拉等，把67个品种的狗的线粒体DNA与狼、小狼和豺狼的线粒体DNA作了比较，结果发现，从狗追溯到狼至少有4种分别独立的遗传线索。从这一结果得出的推论是，狗至少分别被4种有效的方式饲养过。因此他们认为，世界范围内的家犬是不同时间、不同地点发生的驯化事件，而且家犬驯化后仍然和狼有基因交流。
根据考古学的成果，世界上最早出土的家犬化石是在中国东北吉林榆树市的周家油坊，距今26000至10000年。在西方，最早的家犬化石证据出土于德国，是一个14000年前家犬的下颌骨化石。另外一个较早的化石证据来源于中东，是出土于以色列的北部，大约距今12000年前的一个小型犬科动物骨架化石。
