Nie istnieje gen otyłości. Predyspozycje genetyczne są widoczne w rodzinach, lecz nie wiadomo, w jakim stopniu rodzinna otyłość wy­nika z podobnego trybu życia, a w jakim – ze wspólnych genów. W ro­dzinach z otyłymi rodzicami dzieci mają sześcio-ośmiokrotnie wyższe ryzyko roztycia się. Wiek, w którym rozwija się otyłość, także jest zde­terminowany genetycznie: bliscy krewni ludzi otyłych, którzy roztyli się już w dzieciństwie, mają dwukrotnie wyższe ryzyko otyłości niż krewni osób, które nadmiernie przybrały na wadze dopiero w wieku dojrzałym.

Biologiczne tendencje do tycia widać także w badaniach nad masą ciała bliźniąt jednojajowych i dzieci adoptowanych. Wskaźniki BMI bliź­niąt jednojajowych są zbliżone, nawet jeżeli dzieci były wychowywane osobno (w innych rodzinach). Wskaźniki BMI dzieci adoptowanych są bliższe BMI ich rodziców biologicznych niż rodziców adopcyjnych. Wy­nika z tego, że być może to predyspozycje genetyczne, a nie dieta i tryb życia, mają większy wpływ na powstawanie otyłości. Obserwo­wane korelacje są jednak zbyt małe i nie pozwalają na wytropienie ge­nów sprzyjających otyłości. Z kolei inne badania nad wagą ciała dzieci adoptowanych wykazały, że środowisko także ma wpływ na powstanie otyłości. Dzieci rodziców otyłych wychowywane przez szczupłych ro­dziców adopcyjnych mają mniejsze prawdopodobieństwo roztycia się niż dzieci ludzi otyłych wychowywane w rodzinach, w których rodzice są otyli. Mamy więc do czynienia ze skomplikowaną mieszanką genów i wielu czynników środowiskowych.

Apetyt jest regulowany wielkością posiłków, ich częstością, składem i smakiem. Kontroluje go podwzgórze mózgu, gdzie znajduje się głów­ny ośrodek głodu i apetytu. Na odczucie głodu i sytości działają między innymi neuroprzekaźniki produkowane przez wyspecjalizowane ko­mórki nerwowe. Produkcja neuroprzekaźników, ich funkcjonowanie i przemiana są również wynikiem wpływu wielu genów. Genetyczne źródła ma także psychologiczne podłoże otyłości – nasza osobowość, sposoby reagowania na stres (na przykład niektórzy tracą apetyt z po­wodu stresu, inni zaś reagują zwiększonym apetytem; niektórzy nie je­dzą, bo mają depresję, inni smutek ?zagryzają” czekoladą). Omówienie czynników psychologicznych związanych z powstawaniem oraz utrzy­mywaniem się otyłości wychodzi poza zakres tego opracowania, po­dobnie jak opis fizjologii trawienia oraz odkładania energii w organi­zmie w postaci tłuszczu. Lecz zdając sobie sprawę, że w obu wypad­kach mamy do czynienia z wieloma różnymi procesami, wiemy, że za otyłość nie może odpowiadać tylko jeden gen.

W 1994 roku leptynę (peptyd wydzielany przez tkankę tłuszczową) okrzyknięto hormonem otyłości. Gdy ilość tkanki tłuszczowej zmniej­sza się, poziom leptyny we krwi maleje, pobudzając apetyt; gdy tłusz­czu jest za dużo, poziom leptyny rośnie, osłabiając apetyt. U myszy po­zbawionych genu leptyny występuje chorobliwa otyłość – myszy te je­dzą bez przerwy. Jednak do tej pory nie znaleziono mutacji leptyny wy­wołującej chorobliwą otyłość u ludzi. Inne peptydy regulujące łaknienie to produkowana w żołądku ghrelina, która przeciwdziała leptynie i – odkryta w listopadzie 2005 roku – obestatyna, która zmniejsza łaknie­nie. „te trzy hormony to zaledwie maleńki wycinek skomplikowanego mechanizmu regulacji apetytu, łaknienia, sytości i związanych z nimi procesów fizjologicznych.