Więcej genów nieallelicznych wpływa na jedną cechę. Występuje wówczas współdziałanie genów. Istnieją trzy możliwości współdziałania genów.
– Dopełnianie polega na wzajemnym uzupełnianiu się efektów działania genów, zwanych dopełniającymi. Przykładem jest dziedziczenie barwy kwiatów groszku pachnącego uwarunkowane przez dwa geny, z których jeden jest odpowiedzialny za syntezę substancji bezbarwnej, a drugi za syntezę enzymu przekształcającego bezbarwną substancję w ciemnoróżowy barwnik antocyjanowy. Stąd wytworzenie barwy ciemnoróżowej uwarunkowane jest obecnością obu substancji, a zatem i obecnością co najmniej jednego allela dominującego w każdej parze.
– Kumulacja występuje, gdy efekty działania różnych genów nieallelicznych ulegają sumowaniu. Geny takie nazywane są kumulatywnymi (poligenami), np. geny determinujące barwę skóry człowieka, barwę sierści u myszy, kształt kwiatów wyżlinu, barwa ziaren pszenicy. Przy większej liczbie genów kumulatywnych warunkujących daną cechę (np. wzrost) zmienność ma charakter ciągły. Ponadto na sumujące się efekty działania poligenów może nakładać się też wpływ środowiska
– Epistaza polega na hamowaniu przez jeden gen ekspresji innego genu nieallelicznego. Gen taki ujawnia się tylko wtedy, gdy oba allele hamującego go genu będą recesywne. Działanie genu epistatycznego warunkuje np. występowanie odmian cebuli o barwie czerwonej, żółtej i białej.