Alleli, myös allelomorfi, mikä tahansa kahdesta tai useammasta geenistä, jotka voivat esiintyä vaihtoehtoisesti kromosomin tietyssä paikassa (locus). Alleelit voivat esiintyä pareittain, tai tietyn ominaisuuden ilmentymiseen (fenotyyppiin) vaikuttavia alleeleja voi olla useita. Organismin kantamien alleelien yhdistelmä muodostaa sen genotyypin. Jos parittaiset alleelit ovat samat, organismin genotyypin sanotaan olevan homotsygoottinen kyseisen ominaisuuden suhteen; jos ne ovat erilaiset, organismin genotyyppi on heterotsygoottinen. Dominoiva alleeli kumoaa resessiivisen alleelin piirteet heterotsygoottisessa parissa. Joissakin ominaisuuksissa alleelit voivat kuitenkin olla kodominantteja eli kumpikaan niistä ei ole dominoiva eikä resessiivinen. Esimerkkinä on ihmisen ABO-veriryhmäjärjestelmä; henkilöillä, joilla on AB-veriryhmä, on yksi A:n ja yksi B:n alleeli. (Henkilöt, joilla ei ole kumpaakaan, ovat O-veriryhmää.)
Useimmat ominaisuudet määräytyvät useamman kuin kahden alleelin perusteella. Alleelista voi olla olemassa useita muotoja, vaikka vain kaksi kiinnittyy meioosin aikana määrättyyn geenipaikkaan. Myös jotkin ominaisuudet ovat kahden tai useamman geenipaikan ohjaamia. Molemmat mahdollisuudet moninkertaistavat mukana olevien alleelien määrän. Kaikki geneettiset ominaisuudet ovat alleelien vuorovaikutuksen tulosta. Mutaatio, risteytyminen ja ympäristöolosuhteet muuttavat valikoivasti fenotyyppien (ja siten niiden alleelien) esiintymistiheyttä populaatiossa. Esimerkiksi sellaisten alleelien, joita kantavat hyväkuntoiset yksilöt (eli ne lisääntyvät menestyksekkäästi ja siirtävät geeninsä jälkeläisilleen), on suurempi todennäköisyys säilyä populaatiossa kuin vähemmän hyväkuntoisten yksilöiden kantamien alleelien, jotka häviävät populaatiosta vähitellen ajan myötä.