Les progrès de la génétique, notamment aux États-Unis, ont permis de mieux comprendre l'origine des différentes robes. Les chevaux n'ont ainsi que trois robes de bases possibles, lesquelles peuvent être modifiées par l'action de différents gènes.
Elles sont au nombre de trois :
Ce gène n'agit que sur le pigment noir pour donner un cheval bai. Le bai est très courant, il est souvent classé dans les couleurs de base avec le noir et l'alezan.
crème s'il est présent en un seul exemplaire, transforme un alezan en Palomino, un bai en isabelle, et un noir en réglisse (le cheval paraît toujours noir). Deux gènes crèmes transforment un alezan en crème, un bai en perlino, et un noir en réglisse crème. Dans ces trois cas, les chevaux ont la peau rose et les yeux bleus.
Depuis une dizaine d'années, un nouveau gène de dilution a été identifié : le gène champagne qui est extrêmement rare. Ce gène agit sur la couleur des poils, des crins et des yeux ainsi que sur la pigmentation de la peau. À la naissance, les poulains champagnes possèdent une peau rose et des yeux bleus. En grandissant, leur peau développe de petites taches sombres et leurs yeux deviennent verts ou noisette. Les chevaux porteurs de ce gène présentent souvent des pommelures et un reflet métallique. Il existe plusieurs cas de figure selon que le cheval possède ou non en plus du gène champagne, un gène crème et selon la famille de robe à laquelle le cheval appartient. Les familles de robes sont au nombre de trois : alezan, noir et bai.
Ces trois dernières robes sont très difficiles à différencier.
(« dun » est un terme anglais que l'on pourrait traduire en français par « sauvage ») : ce gène donne les marques dites primitives (zébrures sur les jambes et raie de mulet) en plus de décolorer la robe. Il est systématiquement présent chez les Fjords, et relativement fréquent chez les Quarters, les Highlands, les Mustangs ou les Poitevins par exemple, ainsi que chez les ânes et les mulets. Il transforme une robe alezane en red dun (pas de terme français !), une robe baie en isabelle sauvage (le terme « isabelle » prête à confusion car cela n'a rien à voir avec le gène crème), et une robe noire en souris.
Ce gène dilue la couleur du corps mais laisse la tête, les membres et les crins de la couleur de base. Il est très présent chez certaines races comme les Ardennais. Sur une robe alezane il donne un aubère, sur une robe baie un rouan fraise, et sur une robe noire un rouan bleu.
Ce gène ne dilue que les crins et n'est pas visible sur les chevaux de robe alezane. On le trouve fréquemment chez les Comtois, les Islandais ou les Rocky Mountain Horse. Les chevaux bais + silver sont fréquemment confondus avec les alezans crins lavés, mais s'en distinguent par le bas des jambes qui reste noir et non alezan. Les chevaux noirs + silver sont aussi appelés chocolat crins lavés (corps noir + crinière blonde).
(Pearl/barlink), Ce gène a été identifié très récemment et s'apparente au gène champagne quant à ses effets. Quand il est présent en un seul exemplaire, il ne modifie que la peau et non les poils, quand il est présent en 2 exemplaires il y a aussi décoloration de la robe.
Certains chevaux noirs présentent un bout de nez, un poitrail, les coudes et l'intérieur des cuisses marron : ils sont dits noirs pangarés. Ce patron de robe serait dû au gène pangaré — dont on ne fait que supposer l'existence — qui ne se manifeste que chez les chevaux de robe noire et qui complique encore davantage l'identification des robes sombres. Cependant, aux États-Unis, ce gène serait considéré comme actif sur toutes les robes.
Le gène gris empêche les pigments fabriqués dans la peau de migrer dans les poils, d'où une décoloration progressive de la robe. La plupart des chevaux dits blancs sont en fait des gris complètement décolorés ; a contrario, certains chevaux dits gris fer ou gris souris sont en fait des rouans bleus ou des grullos.
Voir pie. Les gènes noir/alezan, agouti, crème, tobiano, overo et Perle/barlink peuvent être identifiés par des tests génétiques.