Dziedziczenie pozjądrowe nazywane też czasem dziedziczeniem cytoplazmatycznym dotyczy tych cech, których geny zlokalizowane są poza jądrem komórkowym. Materiał genetyczny, który znajduje się poza chromosomami to DNA organelli komórek eukariotycznych: mitochondriów i chloroplastów, a także DNA plazmidów. Dziedziczenie pozajądrowe obejmuje także dziedziczenia czynników infekcyjnych kodowanych przez mikroorganizmy będące symbiontami lub pasożytami przebywającymi w cytoplazmie komórek gospodarzy.
W tym sposobie dziedziczenia charakterystyczny jest bark segregacji lub segregacja zachodzące niezgodnie z prawami Mendla. Dziedziczenie genów mitochondrialnych i chloroplastowych zależy od biologii organelli oraz liczby kopi mitochondrialnych chromosomów. Drugą przyczyną odstępstw od ustaleń Mendla jest dziedziczenie uniparentalne, czyli od jednego z rodziców. W czasie zapłodnienia udział obu gamet nie jest jednakowy – u zdecydowanej większości organizmów do zygoty przekazywane są mitochondria i chloroplasty pochodzące od matki. Dzieje się tak, ponieważ komórka jajowa zawiera znacznie więcej materiału cytoplazmatycznego niż plemnik. Jednak u drzew szpilkowych cytoplazma jest przekazywana także przez pyłek. Przykładem na pozajądrowe dziedziczenie cech stwierdzono między innymi u przedstawicieli roślin wyższych: wyżlinu i dziwaczka. Geny zlokalizowane w chloroplastach wyżlinu wpływają na różnice w barwie roślin oraz w kształcie i rozmieszczeniu liści na łodydze. U dziwaczka obok odmian normalnych pojawiają się odmiany pstrolistne, o nieregularnych żółtozielonych lub białych plamach na łodygach i liściach, które także warunkują geny chloroplastów.
W przypadku komórek drożdży dziedziczenie pozajądrowe dotyczy genów mitochondrialnych odpowiedzialnych za odporność na antybiotyk chloramfenikol. W czasie wielokrotnych podziałów komórek drożdży zawierających mitochondria z allelami wrażliwymi na antybiotyk i allelami oporności dochodzi do przypadkowej segregacji, w wyniku której powstaną dwa rodzaje komórek drożdży, które będą zawierały tylko jeden rozdaj mitochondriów. Będą więc komórki drożdży oporne na antybiotyk oraz komórki drożdży wrażliwe na jego działanie.