تُعد دراسات التوائم من الدراسات التي تُجرى على التوائم المتطابقين أو غير المتطابقين، وتهدف إلى كشف أهمية التأثيرات البيئية والوراثية في السمات والأنماط الظاهرية والاضطرابات. تُعتبر أبحاث التوائم أداة أساسية في علم الوراثة السلوكي وفي مجالات أخرى ذات صلة، مثل علم الأحياء وعلم النفس. تُعد دراسات التوائم جزءًا من المنهجية الأوسع المستخدمة في علم الوراثة السلوكي، والتي تعتمد على جميع البيانات ذات الدلالة الوراثية، مثل دراسات الأشقاء، ودراسات التبني، ودراسات الأنساب، وغيرها.
استُخدمت هذه الدراسات لتتبع سمات تتراوح من السلوك الشخصي إلى مظاهر أمراض نفسية حادة مثل الفصام.
يُعد التوائم مصدرًا ثمينًا للملاحظة والدراسة، حيث يتيحون تحليل تأثير البيئة وتفاوت التركيب الجيني. فالتوائم «المتطابقون» أو أحاديو الزيجوت (MZ) يشتركون في نحو 100% من جيناتهم، ما يعني أن معظم الفروقات بين التوأمين (مثل الطول أو الاستعداد للملل أو الذكاء أو الاكتئاب وغير ذلك) تُعزى إلى تجارب بيئية مرّ بها أحد التوأمين دون الآخر. أما التوائم «غير المتطابقين» أو ثنائيو الزيجوت (DZ) فيشتركون في نحو 50% فقط من جيناتهم، تمامًا كأي أشقاء آخرين.
يشترك التوائم أيضًا في العديد من الجوانب البيئية (مثل البيئة الرحمية وأساليب التربية والتعليم والوضع الاقتصادي والثقافة والمجتمع) نظرًا لأنهم يولدون في نفس الأسرة. أما وجود سمة جينية أو ظاهرية لدى أحد التوأمين المتطابقين دون الآخر (ويُعرف هذا بالاختلاف أو «عدم التوافق») فيوفّر نافذة قوية لدراسة تأثير البيئة على تلك السمة. كما تُعد دراسات التوائم مفيدة في توضيح أهمية البيئة الفريدة (الخاصة بأحد التوأمين دون الآخر) عند دراسة السمات السلوكية أو البيولوجية. تنشأ هذه البيئة الفريدة من أحداث أو ظروف أثرت في أحد التوأمين فقط، مثل إصابة في الرأس أو عيب خلقي عند الولادة أصيب به أحدهما بينما بقي الآخر سليمًا.
يعتمد التصميم التقليدي لدراسة التوائم على مقارنة مدى التشابه بين التوائم المتطابقين (أحاديو الزيجوت) وغير المتطابقين (ثنائيو الزيجوت). فإذا كان التوأم المتطابق أكثر تشابهًا بدرجة كبيرة من التوأم غير المتطابق – كما هو الحال مع جميع السمات – فإن هذا يُشير إلى أن للجينات دورًا مهمًا في تحديد تلك السمات. من خلال مقارنة مئات العائلات التي لديها توائم، يستطيع الباحثون فهم تأثير الجينات، والبيئة المشتركة، والبيئة الفريدة في تشكيل السلوك.
استنتجت الدراسات الحديثة للتوائم إلى أن جميع السمات المدروسة تتأثر جزئيًا بالاختلافات الجينية، مع تفاوت تأثير هذه الجينات بحسب السمة: فبعض الخصائص تُظهر تأثيرًا جينيًا قويًا (مثل الطول)، وأخرى تظهر تأثيرًا متوسطًا (مثل سمات الشخصية)، وبعض السمات تتمتع بوراثة أكثر تعقيدًا، حيث تتأثر جوانب مختلفة منها بجينات مختلفة – كما هو الحال في اضطراب التوحد.