Después de que la ciencia lo hiciera posible, se iniciaron los intentos de determinar el vínculo genético entre un hombre y un niño comparando varios criterios. El análisis del color del ojo, la forma de la oreja y la nariz, la línea del pelo de la frente y otras características físicas fue reemplazado por análisis más científicos. De hecho, los fundamentos del análisis genético se encuentran en la Ley de herencia de Mendel. Según esta ley, el material genético se transfiere a las generaciones venideras sobre la base de normas específicas; por lo tanto, las personas biológicamente relacionadas comparten genes similares. Las características hereditarias, como los sistemas de grupos sanguíneos y las proteínas séricas, que se descubrieron en el siglo XX, se utilizaron como marcadores para determinar el parentesco. Sin embargo, dado que estos métodos descartaron la probabilidad de paternidad sólo a una tasa del 30% al 40%, se investigaron técnicas más fiables. El método Human Leukocyte Antigens (HLA), desarrollado en la década de 1970, excluía la paternidad a una tasa del 80%, pero los resultados de las pruebas eran similares entre parientes sanguíneos, y sólo los lactantes mayores de 6 meses podían ser sometidos a pruebas. Tras el descubrimiento de las características estructurales de la molécula de ADN en la década de 1950, la tecnología genética molecular se desarrolló rápidamente y la elaboración de perfiles de ADN se ha convertido en una valiosa herramienta para determinar la paternidad y la parentesco. Especialmente en los últimos 20 años, el análisis de ADN ha sido aceptado como el método más fiable, con una tasa de probabilidad del 99,999%.
Las pruebas de paternidad del ADN se basan en las normas biológicas que, salvo en los gemelos monocigoticos, el ADN de cada individuo es único y la mitad del material genético se hereda del madre biológica y otra mitad del padre biológico. En la prueba de paternidad, se examinan regiones genéticas específicas para determinar si coinciden la madre, el padre y el niño. Un desajuste en dos o más regiones genéticas del presunto padre y el niño descarta la probabilidad de que ese hombre sea el padre biológico del niño (exclusión). Una coincidencia en todas las regiones genéticas comparadas produce un resultado del 99,999% en el cálculo del índice de paternidad, que se acepta como prueba concluyente de paternidad (inclusión).
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