En la mayoría de las especies de mamíferos, las hembras tienen dos cromosomas sexuales X y los machos tienen una X y un Y. Como resultado, las mutaciones en el cromosoma X en las hembras pueden ser enmascaradas por la presencia de un alelo normal en la segunda X. Por el contrario, una mutación en el cromosoma X en los machos causa con mayor frecuencia defectos biológicos observables, ya que no hay una X normal para compensar. Las variaciones de rasgo que surgen de mutaciones en el cromosoma X se denominan " ligadas al X".

Un ejemplo bien estudiado de un rasgo ligado al X es el daltonismo. Cuando se produce una mutación en los genes responsables de la visión del color rojo y verde en los fotorreceptores de la retina, puede producirse daltonismo. Si bien esta mutación recesiva puede hacer que las hembras sean daltónicas, deben poseer dos cromosomas X mutados. El daltonismo es mucho más común en los machos, que sólo tienen un cromosoma X y por lo tanto no hay una segunda copia para compensar potencialmente la mutación.

La daltonismo se transmite de madre a hijo; una X mutada pasará de la madre a la mitad de sus hijos, que reciben una Y de su padre. Mientras tanto, los machos daltónicos pasarán el alelo por daltonismo a todas sus hijas, que serán portadoras o daltónicas, dependiendo del alelo materno recibido. Ocasionalmente, este tipo de mutación ligada al X también puede surgir por mutación espontánea y no como resultado de la herencia de la madre o el padre.

Otro ejemplo bien estudiado de una afección ligada al X es la hemofilia, un trastorno hemorrágico bien conocido por su alta tasa de incidencia en las monarquías europeas. La hemofilia es el resultado de una mutación en un factor de coagulación de la sangre, ya sea VIII o IV, que conduce a un sangrado más largo después de la lesión y puede causar sangrado espontáneo en las articulaciones. Aunque actualmente no existe una cura para la hemofilia, la terapia génica se está explorando como una posibilidad.