Verwantschapsonderzoek is het onderzoek naar de biologische relatie tussen ( mogelijke) familieleden.

Vroeger werd dit onderzoek gedaan door het vergelijken van diverse bloedgroepfactoren. Tegenwoordig wordt dit onderzoek gedaan door middel van DNA analyse.

Het meeste verwantschapsonderzoek vindt plaats in verband met het onderzoeken van de vaderschapsrelatie; het vaderschapsonderzoek.