สำหรับการศึกษาพันธุศาสตร์ประชากรของชาวถิ่นที่ผ่านมา มีการศึกษาเครื่องหมายดีเอ็นเอบนไมโทคอนเดรียบริเวณ HVR1 และดีเอ็นเอไมโครแซเทลไลต์บนโครโมโซมวาย (Y-STR) ผลการศึกษาดีเอ็นเอทั้งสองเครื่องหมายพบความแตกต่างทางพันธุกรรมระหว่างถิ่นสองกลุ่ม (ถิ่นมัล และถิ่นปรัย) สอดคล้องกับความแตกต่างทางภาษาศาสตร์ ซึ่งเป็นความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนในฝ่ายหญิง เนื่องจากวัฒนธรรมการย้ายถิ่นฐานหลังการแต่งงานที่เป็นแบบฝ่ายชายย้ายเข้าบ้านฝ่ายหญิง หรือ matrilocality ทำให้มีการแลกเปลี่ยนดีเอ็นเอของเพศชายมากกว่าเพศหญิง ความแตกต่างของดีเอ็นเอบนโครโมโซมวายจึงต่ำกว่า ในขณะที่ดีเอ็นเอบนไมโทคอนเดรียมีค่าความหลากหลายทางพันธุกรรมที่ต่ำกว่า จากการเคลื่อนย้ายที่น้อยกว่า (Kutanan et al., 2011) เช่นเดียวกันกับการศึกษาของ Kampuansai et al. (2017) ด้วยการวิเคราะห์ไมโครแซเทลไลท์ จำนวน 15 ตำแหน่ง พบว่าถิ่นมัล และถิ่นปรัย มีลักษณะทางพันธุกรรมค่อนข้างเป็นเอกลักษณ์ และมีความแตกต่างจากประชากรกลุ่มอื่น เนื่องจากมีถิ่นที่อยู่อาศัยอยู่ห่างไกล ทำให้มีการติดต่อสื่อสารกับประชากรอื่นน้อย และส่งผลให้มีความหลากหลายทางพันธุกรรมต่ำ ซึ่งผลดังกล่าวมีความเกี่ยวเนื่องกับการเกิดจีเนติกดริฟท์ หรือ อิทธิพลของผู้ก่อตั้ง นอกจากนี้ การวิเคราะห์ดีเอ็นเอบนไมโทคอนเดรียตลอดทั้งจีโนม พบว่าชาวถิ่นมีแฮโปลกรุ๊ปที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของกลุ่มเท่านั้น ได้แก่ การพบ B6a ในถิ่นมัล ในขณะที่พบ M12a1a และ F1a1a ในถิ่นปรัย บ่งบอกความแตกต่างทางพันธุกรรมของประชากรถิ่นจากประชากรอื่น และไม่มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลทางพันธุกรรมกับประชากรกลุ่มอื่น ๆ ทั้งกลุ่มที่พูดภาษาออสโตรเอเชียติกด้วยกัน หรือกลุ่มตระกูลภาษาอื่น ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับปัจจัยการนิยมแต่งงานภายในกลุ่มชาติพันธุ์ (Kutanan et al., 2017) ในขณะที่ การวิเคราะห์ข้อมูล Genome-Wide data ได้ระบุการจัดกลุ่มทางพันธุกรรมของประชากรในกลุ่มที่พูดภาษาออสโตรเอเชียติก สาขาย่อยขมุและสาขาย่อยกะตู ซึ่งเป็นกลุ่มชาติพันธุ์ที่มีถิ่นฐานเดิมในบริเวณประเทศลาว ดังนั้น อาจเกิดการไหลของยีนระหว่างกลุ่มประชากรก่อนที่จะอพยพย้ายเข้าสู่ประเทศไทยในภายหลัง (Kutanan et al., 2021)