Geenien vuorovaikutus on useiden geenien välinen vuorovaikutus, joka vaikuttaa organismin fenotyypin ilmentymiseen. Vaikka fyysisten piirteiden ilmaisua kuvataan usein seurauksena kahden geenin perimisestä, yksi kullakin alleelilla kustakin vanhemmasta, se on itse asiassa paljon monimutkaisempaa. Geeniryhmät ovat vuorovaikutuksessa keskenään, mikä selittää, miksi fenotyypit ovat niin vaihtelevia lajin yksittäisten jäsenten välillä. Geenien vuorovaikutusten ymmärtäminen on tärkeä osa perinnön ymmärtämistä, erityisesti haitallisten piirteiden perintöä.
Geenien vuorovaikutus voi johtaa fenotyypin muuttumiseen tai tukahduttamiseen. Tämä voi tapahtua, kun organismi perii esimerkiksi kaksi eri hallitsevaa geeniä, mikä johtaa epätäydelliseen hallintaan. Tämä näkyy yleisesti kukissa, joissa kahden hallitsevien geenien välittävien kukkien kasvattaminen voi johtaa epätavallisen väriseen kukkaan, joka johtuu epätäydellisestä hallitsevuudesta. Jos esimerkiksi punainen ja valkoinen ovat hallitsevia, jälkeläiset voivat olla väriltään vaaleanpunaisia tai raidallisia geenivuorovaikutuksen seurauksena.
Joskus geneettiset piirteet tukahdutetaan kokonaan. Ihmiset, joilla on albinismi, voivat kantaa geenejä piirteille, joita ei ilmaista niiden fenotyypeissä, koska albinismi toimii sammuttaakseen nämä geenit. Tämä näkyy myös värityskuvioissa eläimissä, kuten kilpikonnankuorissa kissoissa, joissa epätavallinen hiusten väri on seurausta valikoivista geenien vuorovaikutuksista, ja geenit sammutetaan joissakin paikoissa ja päälle toisissa.
Hedelmäkärpästä on tunnetusti tutkittu laajasti genetiikassa, ja suuri osa ymmärryksestä siitä, miten geenien vuorovaikutus toimii, tulee hedelmäkärpäsen kanssa työskentelystä laboratorioympäristöissä. Ihmisten kaltaisissa organismeissa, joissa geneettisiä kokeiluja pidetään epäeettisinä, geenitieteilijät joutuvat turvautumaan olemassa olevan väestön tietoihin oppiakseen hallitsevista ja resessiivisistä piirteistä ja nähdäkseen, kuinka geneettisten piirteiden ryhmät voivat olla vuorovaikutuksessa. Geenien vuorovaikutus on seurausta geenien perimisestä, jotka ovat ristiriidassa jollain tavalla, mikä tekee mahdottomaksi kaikkien niiden ilmaisemisen koodattuna, tai perimällä joukon toisiinsa liittyviä geenejä, jotka ovat vuorovaikutuksessa keskenään fenotyypin ilmentämiseksi.
Joskus geenien vuorovaikutus rajoittaa tiettyjen proteiinien tuotantoa, usein sikiön kehityksen alkuvaiheessa. Muissa tapauksissa se voi häiritä proteiinien koodausta ja johtaa fysikaalisen ominaisuuden sekavaan ilmentymiseen. Hybridit osoittavat usein erilaisia mielenkiintoisia tuloksia geenien vuorovaikutuksesta. Joissakin tapauksissa vuorovaikutukset ovat hyödyllisiä ja voivat kehittyä omiksi geneettisiksi piirteiksi, kun taas toisissa geenien vuorovaikutus voi aiheuttaa haittaa ja nämä piirteet lopulta kuolevat.