จากประวัติความเป็นมาของชาวมอญที่มีมาอย่างยาวนานนั้น ส่งผลให้มีการปฏิสัมพันธ์กับกลุ่มชาติพันธุ์อื่น ๆ ในหลายพื้นที่ ทำให้เกิดการผสมผสานทางพันธุกรรมด้วยเชื้อสายที่อาศัยอยู่ในบริเวณใกล้เคียงกัน จากการศึกษาเครื่องหมายดีเอ็นเอบนไมโทคอนเดรีย (mitochondrial DNA; mtDNA) พบความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมระหว่างประชากรกลุ่มมอญกับประชากรจากพม่า กะเหรี่ยง รวมทั้งอินเดีย ซึ่งอาจเกิดขึ้นก่อนการอพยพเข้าสู่ประเทศไทย (Kutanan et al., 2018a) นอกจากนี้ ยังพบการผสมผสานทางพันธุกรรมของชาวมอญที่อาศัยในบริเวณภาคกลางกับชาวไทยในภาคกลาง ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลจากเครื่องหมายทางพันธุกรรมชนิดไมโครแซเทลไลท์บนออโทโซม (Srithawong et al., 2021) ที่อาจเกิดการแลกเปลี่ยนทางพันธุกรรมขึ้นภายหลังจากการเข้ามาสู่ประเทศไทยของชาวมอญ ในขณะที่ เครื่องหมายดีเอ็นเอบนออโทโซมได้ระบุว่าชาวมอญในภาคเหนือมีการผสมผสานระหว่างข้อมูลทางพันธุกรรมกับชาติพันธุ์ไทล้านนา ด้วยการแต่งงานระหว่างชาติพันธุ์ (Kampuansai et al., 2017) อย่างไรก็ตาม ลักษณะทางพันธุกรรมของชาวมอญในภาคเหนือพบว่ามีความไม่สอดคล้องกันของเชื้อสายทางฝ่ายหญิงด้วยดีเอ็นเอไมโทคอนเดรียและฝ่ายชายด้วยดีเอ็นเอบนโครโมโซมวาย โดยที่ชาวมอญฝ่ายหญิงมีความใกล้ชิดกับกลุ่มชาติพันธุ์ไท ในขณะที่ฝ่ายชายมีความห่างไกลกับชาวไทสูง แสดงให้เห็นว่ามีการเอนเอียงของเพศในการผสมผสานทางพันธุกรรม (sex-bias genetic admixture) ซึ่งเพศหญิงมีการแลกเปลี่ยนข้อมูลทางพันธุกรรมมากกว่าเพศชาย (Kutanan et al., 2011) สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างชาวมอญกับประชากรอินเดีย ยังถูกสนับสนุนด้วยข้อมูลเชื้อสายทางพันธุกรรมทั้งฝ่ายพ่อ (เช่น แฮโปลกรุ๊ป R*, H*, J*, L* และ Q*) และฝ่ายแม่ (เช่น แฮโปลกรุ๊ป W3a1b, M6a1a, M30, M40a1, M45a และ I1b) ที่ชาวมอญได้รับจากประชากรแถบเอเชียใต้ และเอเชียกลาง ซึ่งแสดงถึงการมีความสัมพันธ์ระหว่างบรรพบุรุษของมอญและอินเดียในอดีต (Kutanan et al., 2017; 2019)