Dalam studi anak kembar, peneliti mempelajari karakteristik kepribadian mereka. Studi ini mengandalkan fakta bahwa kembar identik (monozigotik) pada dasarnya memiliki set gen yang sama, sedangkan kembar biasa atau fraternal (dizigotik) rata-rata memiliki seperangkat setengah identik.
Idenya adalah bahwa jika si kembar dibesarkan dalam rumah tangga yang sama, maka si kembar akan dipengaruhi oleh lingkungan mereka ke tingkat yang sama, dan pengaruh ini akan cukup sama, baik itu untuk si kembar identik maupun fraternal.
Dengan kata lain, jika faktor lingkungan sama, maka satu-satunya faktor yang dapat membuat kembar identik lebih mirip daripada kembar fraternal adalah kesamaan genetik mereka yang lebih besar.
Dalam studi anak kembar, data dari banyak pasangan anak kembar dikumpulkan dan tingkat kesamaan dari pasangan kembar identik dan kembar fraternal dibandingkan. Koefisien korelasi dihitung untuk menilai sejauh mana sifat satu kembar dikaitkan dengan sifat pada kembar lainnya.
Studi anak kembar membagi pengaruh keturunan dan cara mengasuh menjadi tiga bagian:
Heritabilitas (misalnya pengaruh genetik) diindikasikan ketika koefisien korelasi untuk anak kembar identik melebihi anak kembar fraternal, yang menunjukkan bahwa perpaduan DNA adalah sebagai penentu penting pada kepribadian.
Lingkungan yang sama menjadi penentu ketika ada indikasi koefisien korelasi pada anak kembar identik dan fraternal yang lebih besar dari nol dan juga sangat mirip. Korelasi ini menunjukkan bahwa kedua jenis kembar tersebut sama-sama memiliki pengalaman dalam keluarga yang membuatnya berkepribadian sama.
Lingkungan yang tidak sama diindikasikan ketika kembar identik tidak memiliki sifat yang sama. Pengaruh-pengaruh ini merujuk pada pengalaman yang tidak diperhitungkan baik oleh heritabilitas atau oleh faktor lingkungan yang sama..
Faktor lingkungan yang tidak sama adalah pengalaman yang membuat individu dari keluarga yang sama menjadi kurang sama. Jika orang tua memperlakukan satu anak dengan kasih sayang yang lebih daripada yang lain, dan sebagai akibatnya anak ini berakhir dengan harga diri yang lebih tinggi, cara mengasuh (upbringing) dalam kasus ini adalah faktor lingkungan yang tidak sama.
Studi ketiga sumber pengaruh diatas biasanya dilakukan secara bersamaan, dan dimungkinkan untuk menentukan kepentingan relatif dari masing-masing bagian.
Sebuah studi adopsi membandingkan orang-orang yang terkait secara biologis, termasuk anak kembar, yang telah dibesarkan baik secara terpisah atau secara jauh.
