Формы и сорта чечевицы L. esculenta не различаются ни по числу хромосом, ни по морфологии. Все они имеют 14 (2п) однотипных хромосом. У диких видов их столько же. Скрещивания между различными видами затруднены, поэтому до сих пор пока еще не получены межвидовые гибриды. Не получали зерна и при межродовых скрещиваниях чечевицы с викой, горохом, чиной, нутом, фасолью и другими культурами.

Генетические исследования Е. И. Барулиной и Е. А. Домбровской показали, что простые альтернативные признаки (окраска всходов, цветков, бобов, семян, семядолей) у различных географических рас Lens esculenta, как правило, наследуются по простым менделеевским схемам независимо от происхождения родительских форм. Ими было установлено 11 генов, определяющих простые качественные признаки: А — основной ген окраски; В — вместе с геном А обусловливает фиолетовую окраску цветка, точечный рисунок и черную окраску семенной кожуры; рецессив — белая окраска цветка, семена без точечности; Р — пурпуровая окраска боба, рецессив — зеленая; V — фиолетовая окраска боба, рецессив — зеленая; D — фиолетовая пятнистость боба, рецессив — без пятен; S — серовато-красная окраска семенной кожуры, рецессив — зеленая; N — розовая окраска семенной кожуры; С — без дымчатого пятна на семени, рецессив — с дымчатым пятном; R — основной ген окраски семядолей; V — вместе с R обусловливает красную (оранжевую) окраску их, рецессив — зеленую; Е — фиолетовая окраска всходов; рецессив — зеленая. Этими же исследованиями было установлено, что ген В действует плейотропно на окраску цветка, окраску и рисунок семенной кожуры, в то же время он сцеплен с геном фиолетовой окраски боба V. Различного рода аномалии (карликовость, альбинизм) рецессивны по отношению к нормальному состоянию.

Происхождение родительских форм имеет большое значение в наследовании сложных количественных, биологических свойств. Скрещивание подвидов и отдаленных, географических форм дает сложное расщепление по ряду количественных и качественных признаков. В потомстве таких скрещиваний появляются нежизнеспособные, стерильные растения и наряду с ними возникают различные оригинальные новые формы и практически ценные признаки. Сложность расщепления свидетельствует о крупных генетических различиях между географически отдаленными расами и подвидами.

На основании генетических исследований установлено, что наиболее примитивные эндемичные формы чечевицы, сосредоточенные в первичных очагах формирования культурных растений, характеризуются преимущественно доминантными генами, наиболее же культурные формы, возделываемые на периферии ареала, имеют преимущественно рецессивные гены. Например, в юго-восточном Афганистане (первичный очаг происхождения многих зернобобовых культур) возделываются формы чечевицы с доминантными генами (фиолетовая окраска цветка и боба, черные семена, оранжевые семядоли); в Западной Европе, Америке, в северной и средней части СССР (вдали от основных очагов происхождения) культурные формы характеризуются рецессивными генами (белые цветки, зеленые семена, желтые семядоли).

Окрашивание свидетельствует о преобладании признаков (как самых простых, так и комплексов морфологических и бологических признаков и свойств) более примитивных эндемичных форм над культурными.