ข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตอยู่ในส่วนที่เรียกว่า ยีน ความแตกต่างของยีนเกิดขึ้นจากการเรียงตัวของลำดับของนิวคลิโอไทด์ที่แตกต่างกัน ข้อมูลทางพันธุกรรมเหล่านี้มีการแสดงออกผ่านทางอาร์เอ็นเอ ซึ่งอาร์เอ็นเอมีความเกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้างโปรตีน ดังนั้น ลักษณะต่างๆ ที่ปรากฏในสิ่งมีชีวิตจึงเกิดจากผลรวมของการทำงาน ร่วมกันของโปรตีนต่างๆ นั่นเอง
กระบวนการปรับปรุงพันธุ์ เป็นงานที่ศึกษาและนำเอาลักษณะทางพันธุกรรมต่างๆ ที่ต้องการในสิ่งมีชีวิตมาใช้ จึงมีความจำเป็นที่ต้องใช้เครื่องมือที่มีความแม่นยำ ในการแยกความแตกต่างของลักษณะที่แสดงออกในสิ่งมีชีวิตแต่ละสายพันธุ์ได้ เครื่องมือที่นำมาใช้เพื่อแยกความแตกต่างในสิ่งมีชีวิต คือ การใช้เครื่องหมาย (marker) ชนิดต่างๆ มาเป็นตัวบ่งชี้ความจำเพาะเจาะจงในลักษณะที่สนใจ ในอดีตเราใช้เครื่องหมายบ่งชี้ทางสรีรวิทยา (Morphological markers) โดยดูลักษณะต่างๆ ที่สิ่งมีชีวิตแสดงออกมาภายนอกด้วยการสังเกต เช่น ลักษณะความสูงของต้น พืช ลักษณะสีของดอก ลักษณะความต้านทานโรคแมลงศัตรู แต่การใช้บ่งชี้ทางสรีรวิทยานี้มีข้อจำกัดที่สำคัญ คือสภาพแวดล้อมที่สิ่งมีชีวิตอยู่ในขณะนั้นจะเข้ามามีอิทธิพลต่อลักษณะที่แสดงออก ทำให้ลักษณะที่พบอาจไม่เป็นลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตนั้นอย่างแท้จริง แต่เป็นผลจากสภาพแวดล้อมเป็นตัวบังคับให้เกิดการแสดงออก จึงมีการค้นหาเครื่องหมายบ่งชี้ อื่นที่มีความถูกต้องแน่นอน กว่าการใช้การสังเกตลักษณะที่แสดงออกมาภายนอกแต่เพียงอย่างเดียว ได้แก่ การใช้เครื่องหมายดีเอ็นเอ (DNA marker) ซึ่งเป็นการนำเอาดีเอ็นเอมาใช้เป็นเครื่องหมาย
