I cani hanno 39 coppie di cromosomi, per un totale di 78. Questo funziona a 76 autosomi e due cromosomi sessuali. Come con altri mammiferi, il cariotipo dei cani maschi è XY mentre il cariotipo delle femmine è XX.
Sebbene i cani abbiano 39 paia di cromosomi (rispetto a 23 coppie per gli esseri umani), i cani hanno complessivamente meno geni. I ricercatori che hanno sequenziato il genoma canino hanno identificato circa 19.000 geni di cani rispetto ai 25.000 o più geni nel genoma umano. Nonostante contengano 6.000 geni in meno rispetto agli umani, i cani esibiscono una gamma diversificata di fenotipi, da animali grandi come un alano o San Bernardo a cani giocattolo di peso non superiore a qualche chilo. I genetisti pensano che il genoma canino possa essere particolarmente incline a duplicazioni geniche e riarrangiamenti cromosomici rispetto ai genomi degli umani e di altri mammiferi.