både mitokondrielt DNA (mtDNA) og Y-kromosomet har blitt brukt mye av molekylære paleoantropologer i forsøk på å rekonstruere menneskelige linjer. Begge er arvet på en haploid måte: mtDNA gjennom hunnen og Y gjennom hannen. For mtDNA er maternal arv sikret av en artsspesifikk mekanisme for proteolyse av sædmidtstykket i tidlig embryogenese, basert på ubiquitination av mitokondriene under spermiogenese. Begge genomene antas å mangle rekombinasjon og er dermed ansvarlige for høye nivåer av nøytral mutasjon. For det menneskelige y-kromosomet er det nå klart at det har vært seleksjon på gener som styrer spermatogenese, noe som resulterer i differensiell langsiktig reproduktiv suksess. Dette er bekreftet fra studier av genealogies og jakt-samling samfunn, selv om disse mangler rigor gitt av moderne molekylære markører for arv. Utvelgelsen gjøres mer komplisert av en konsentrasjon av gener som kontrollerer sekundære seksuelle egenskaper på X-kromosomet. På samme måte påvirker mtDNA bioenergetikken av gametogenese og embryoutvikling, samt lang levetid, sykdom og aldringsprosessen. Både y-kromosom og mitokondrielle haplotyper viser signifikante foreninger med mønstre av mannlig infertilitet som kan forvride deres bruk for fylogenetisk rekonstruksjon. Videre er den molekylære analysen av mtDNA komplisert av tilstedeværelsen av mange nukleære mitokondrielle pseudogener (Numts) som feilaktig kan forsterkes ved molekylære teknikker som PCR. Denne gjennomgangen undersøker noen av disse komplekse interaksjonene og antyder at noen av de mer omstridte problemene i å forstå menneskelig evolusjon kan løses ved å vurdere biologien til disse genetiske markørene.