Gēnu mijiedarbība ir vairāku gēnu mijiedarbība, kas ietekmē organisma fenotipa izpausmi. Lai gan fizisko īpašību izpausme bieži tiek aprakstīta kā divu gēnu mantojuma rezultāts, pa vienam katrā alēlē no katra vecāka, patiesībā tas ir daudz sarežģītāk. Gēnu grupas mijiedarbojas viena ar otru, izskaidrojot, kāpēc fenotipi ir tik mainīgi starp atsevišķiem sugas locekļiem. Izpratne par gēnu mijiedarbību ir svarīgs aspekts, lai izprastu iedzimtību, jo īpaši kaitīgo īpašību pārmantošanu.
Gēnu mijiedarbība var izraisīt fenotipa izmaiņas vai nomākšanu. Tas var notikt, piemēram, ja organisms manto divus dažādus dominējošos gēnus, kā rezultātā rodas nepilnīga dominēšana. To parasti novēro ziediem, kur, pavairojot divus ziedus, kas nodod dominējošos gēnus, var iegūt neparastas krāsas ziedu, ko izraisa nepilnīga dominēšana. Ja dominē, piemēram, sarkanā un baltā krāsa, gēnu mijiedarbības rezultātā pēcnācēji var būt sārtā vai svītrainā krāsā.
Dažreiz ģenētiskās īpašības tiek pilnībā nomāktas. Cilvēkiem ar albīnismu var būt gēni pazīmēm, kas nav izteiktas viņu fenotipos, jo albīnisms izslēdz šos gēnus. Tas ir redzams arī krāsojuma modeļos dzīvniekiem, piemēram, bruņurupuču kaķiem, kur neparasta matu krāsa ir selektīvas gēnu mijiedarbības rezultāts, un gēni dažās vietās tiek izslēgti, bet citās ieslēgti.
Augļu muša ir plaši pētīta ģenētikā, un liela daļa izpratnes par to, kā darbojas gēnu mijiedarbība, rodas, strādājot ar augļu mušu laboratorijas vidē. Tādos organismos kā cilvēki, kur ģenētiskie eksperimenti tiek uzskatīti par neētiskiem, ģenētiķi ir spiesti paļauties uz esošās populācijas datiem, lai uzzinātu par dominējošām un recesīvām iezīmēm un redzētu, kā ģenētisko iezīmju grupas var mijiedarboties. Gēnu mijiedarbība ir gēnu pārmantošanas rezultāts, kas kaut kādā veidā konfliktē, padarot neiespējamu tos visus izpausties kā kodētus, vai mantojot savstarpēji saistītu gēnu kopu, kas mijiedarbojas viens ar otru, lai izteiktu fenotipu.
Dažreiz gēnu mijiedarbība ierobežo noteiktu olbaltumvielu ražošanu, bieži vien diezgan agrīnā augļa attīstībā. Citos gadījumos tas var traucēt proteīnu kodēšanu, izraisot izkropļotu fiziskas iezīmes izpausmi. Hibrīdi bieži uzrāda dažādus interesantus gēnu mijiedarbības rezultātus. Dažos gadījumos mijiedarbība ir labvēlīga un var attīstīties par savām ģenētiskajām iezīmēm, savukārt citos gadījumos gēnu mijiedarbība var radīt neizdevīgus apstākļus, un šīs īpašības galu galā izmirs.