atât ADN-ul mitocondrial (ADNmt), cât și cromozomul Y au fost utilizate pe scară largă de paleoantropologii moleculari în încercările de a reconstrui descendențele umane. Ambele sunt moștenite într-o manieră haploidă: ADNmt prin femelă și Y prin mascul. Pentru ADNmt, moștenirea maternă este asigurată de un mecanism specific speciei de proteoliză a piesei medii a spermei în embriogeneza timpurie, bazată pe ubiquitinarea mitocondriilor în timpul spermiogenezei. Se crede că ambii genomi nu au recombinare și sunt astfel susceptibili la rate ridicate de mutație neutră. Pentru cromozomul Y uman, acum este clar că a existat o selecție a genelor care controlează spermatogeneza, rezultând un succes reproductiv diferențial pe termen lung. Acest lucru este coroborat din studiile genealogiilor și societăților de culegere de vânătoare, deși acestora le lipsește rigoarea oferită de markerii moleculari moderni ai moștenirii. Selecția se face mai complicată de o concentrație de gene care controlează caracteristicile sexuale secundare pe cromozomul X. De asemenea, ADNmt afectează bioenergetica gametogenezei și dezvoltării embrionilor, precum și longevitatea, boala și procesul de îmbătrânire. Atât haplotipurile cromozomului Y, cât și cele mitocondriale prezintă asocieri semnificative cu modele de infertilitate masculină care ar putea distorsiona utilizarea lor pentru reconstrucția filogenetică. Mai mult, analiza moleculară a ADNmt este complicată de prezența a numeroase pseudogene mitocondriale nucleare (Numt) care pot fi amplificate eronat prin tehnici moleculare precum PCR. Această revizuire examinează unele dintre aceste interacțiuni complexe și sugerează că unele dintre problemele mai controversate în înțelegerea evoluției umane pot fi rezolvate luând în considerare biologia acestor markeri genetici.