从遗传学角度而言，实验动物是具有明确遗传背景并受严格遗传控制的遗传限定动物。根据其遗传特点的不同，实验动物分为近交系动物、封闭群动物、杂交群动物和突变系动物。使用相同的品系，实验的结果就具有重复性或可比性。

1.近交系动物(inbred strain animals) 又称纯系动物，是采用同胞兄妹或亲子交配，连繁殖 20 代以上所培育出来的遗传上达到高度一致的动物群。近交系动物的特征如下：
①基因位点的纯合性：近交系动物中任何一个基因位点上纯合子的概率高达 99.8%，因而能繁殖出完全一致的纯合子，品系内个体相互交配不会出现性状分离，遗传上具有高度的稳定性。
②遗传组成的同源性: 品系内所有动物个体都可追溯到一对共同祖先，也就是说同一个品系内每只动物的个体在遗传上都是同源的，基因型完全一致。
③表型一致性: 由于基因型一致，近交系内个体的表型也是相同的，特别是那些可遗传的生物学特征，如毛色、组织型、生化同工酶及形态学特征等。当然，其他一些定量特征，如重、产仔数、行为等可受环境、营养等非遗传因素影响，会存在一些差异。
④由于近交系动物的个体具有相同的遗传组成和遗传特性，对试验反应极为一致，因此在试验中，只需少量的动物，即可得到非常规律的试验结果。
⑤近交系动物个体之间组织相容性抗原一致，异体移植不产生排斥反应，是组织细胞和肿瘤移植试验中最为理想的材料。
⑥每个近交系都有各自显明的生物学特点，如先天性畸形、肿瘤高发率、对某些因子的敏感和耐受等，可以作为相关疾病的理想动物模型。
⑦禽类和兔的血缘基因纯合程度关系达到80%以上(相当于兄妹交配4代)时，即可称为近交系。

2.封闭群动物(closed colony animals) 又称远交群动物，以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个种群，在不从外部引入新的血缘条件，至少连续繁殖4代的群体称为封闭群。也就是说，一个动物种群，在5年以上未从外部引进其他任何新血缘品种品系，是由同一血缘品系进行随意交配，并在固定场所进行繁殖的动物。封闭群动物的特征如下。
①封闭群动物的遗传组成具有很高的杂合性，因此在遗传学上可作为实验基础群体，用于对某些性状遗传力的研究。
②封闭群可携带大量的隐性有害基因，可用于估计群体对自发和诱发突变的遗传负荷能力。
③封闭群具有与人类相似的遗传异质性的遗传组成，因此在人类遗传研究、药物筛选、毒性试验和安全性评价等方面起着不可代替的作用。
④封闭群动物具有较强的繁殖力，表现为每胎产仔多，胎间隔短，仔鼠死亡率低、生长快、成熟早，对疾病抵抗力强，寿命长，生产成本低等优点。因而封闭群动物广泛应用于价验、实验教学等。

3. 杂交群动物(hybrid colony animals) 又称子一代(F1)动物，是两个近交系动物之进行有计划交配所获得的第一代动物。杂交群动物的特征如下。
①杂交群动物与近交系动物相比，生活力、对疾病的抵抗力及对慢性实验的耐受性忽好，对环境变异的适应能力强，较容易饲养，对长期实验的耐受能力较强，而且由环境因素的起变异的可能性也较近交系动物要小。
②杂交群动物与近交系动物一样，具有遗传均一性，虽然它的基因不是纯合子，但是遗传性稳定，表型也一致，就某些生物学特征而言，杂交一代比近交系动物具有更高的一致性，具有亲代双亲的特点，可接受不同个体乃至两个亲本品系的细胞、组织、器官和肿瘤的移植。
③经过杂交从亲一代获得的隐性有害基因与另一亲代来的显性有利基因组合，成为交子，显性有利基因的作用掩盖隐性有害基因的作用，而呈现杂种优势。杂交一代动物具有许多优点，在某些方面比近交系动物更适合于科学研究。

4. 突变系动物(mutant strain animals) 是正常染色体基因发生突变而具有特殊突变基且造成各种遗传缺陷的动物。在长期繁殖过程中，动物的子代突然发生变异，变异的基因位点可遗传下去，或者即使没有明确的基因位点，经淘汰和选育后，仍能维持其稳定的遗传性状。这种变异并能继续保持遗传基因特性的品系动物，称为突变系动物。如无胸腺裸鼠，无K细胞无 K、无B、无巨噬细胞等裸鼠。自然界中生物的基因突变有很多表现形式，通常在自然条件下发生的突变称为自然突变或自发突变(spontaneous mutation)，而用人工方法诱发的突变称为该突变(induced mutation)。突变系动物可用于免疫研究和移植实验等。突变系动物的特征如下。
①突变存在普遍性:所有影响各种生物性状的基因均可发生突变。它可发生于性细胞或体细胞，但体细胞突变一般不能传给后代。
②突变具有可逆性：突变的可逆规律对实验动物保种工作非常重要，因为突变种具有回到野生型的可能性。
③实验动物发生基因突变后常常会导致其相应的正常生理功能丧失，称为病理缺陷，这种病理缺陷可以代代相传。基因突变的动物，如果能留种定向培育成突变品系供某项特殊研究使用，就成为有价值的“模型动物”。如肿瘤学和免疫学等研究领域广泛应用的裸鼠、SCID 小鼠及 NOD/SCID 小鼠等免疫缺陷动物;用于人类肥胖症研究的 ob/ob 小鼠、Zueker 大鼠等;用于人类高血压病研究的 SHR 大鼠：用于人类糖尿病研究的 NOD 小鼠、db 小鼠、GK 大鼠等。

资料来源：《实验动物屏障设施建设概论》P7-9