亲子鉴定是遗传统计学理论在法医学中的一个典型应用。亲子鉴定是基于亲代和子代的遗传标记的基因分型信息（如STR位点），通过统计学中的似然比检验思想，推测争议父与孩子间是否具有亲缘关系的一种方法。常用于亲子鉴定的统计指标为亲权指数和平均非父排除率。在亲子鉴定报告中，一般同时报告这两个指标，以便综合评判检验结果。

判定亲生关系的理论依据是孟德尔遗传的分离律。按照这一规律，在配子细胞形成时，成对的等位基因彼此分离，分别进入各自的配子细胞。精、卵细胞受精形成子代，孩子的两个基因组一个来自母亲，一个来自父亲；因此同对的等位基因也就是一个来自母亲，一个来自父亲。鉴定结果如果符合该规律，则不排除亲生关系，若不符合，则排除亲生关系（变异情况除外）。在大多数的情况下，母、子关系是已知的，要求鉴定假设父和孩子是否亲生关系。此时首先从母、子基因型的对比中，可以确定孩子基因中可能来自父亲的基因（生父基因，OG）。然后观察假设父亲的基因型，如果不具有生父基因，则可排除假设父与孩子的亲生关系。若假设父也具有生父基因，结果就不能排除假设父的亲生关系，假设某案例中母亲是FGA-22/23型，孩子为22/25型，从比较中可确定生父基因是FGA-25。此案中假设父1为FGA-22/24型；假设父2为24/25型。其中假设父1不具备生父基因25，故可排除他与孩子的亲生关系；相比之下，假设父2因具有FGA-25，不排除与孩子有亲生关系。