Um die Herkunft der Wölfe und deren Verwandtschaftsverhältnisse aufzuklären, sowie eventuelle Hybridisierungen der Wölfe mit Haushunden zu erkennen, werden seit 2002 genetische Untersuchungen durchgeführt. Dafür werden frische Kotproben im Wolfsgebiet gesammelt. An diesen haften Körperzellen (Darmzellen), die DNA enthalten. Auch Blut-, Speichel-, oder Gewebeproben von tot aufgefundenen oder lebend gefangenen Wölfen werden zur genetischen Analyse herangezogen.
 
Durch die Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass die Quellpopulation für die deutsch-westpolnische Population das baltische Wolfsvorkommen in Nord-Ost-Polen ist. Die in den letzten Jahren nach Sachsen eingewanderten Wölfe waren alle relativ eng mit den hier bereits ansässigen Rudeln verwandt. Dies läßt darauf schließen, dass sie aus nahe verwandten Rudeln aus Westpolen kamen, nicht jedoch aus Ostpolen.
 
Auch die Verwandtschaft innerhalb des Lausitzer Wolfsvorkommens wird untersucht. Demnach sind einige der in der Lausitz geborenen Wölfe in der Nähe ihres Elternterritoriums sesshaft geworden. Dies trifft unter anderem auf die Neustädter Wölfin zu, sie ist eine Tochter des Gründerpaares aus dem ersten Wurf im Jahr 2000. Die Zschornoer Wölfin, die seit 2007 in einem Gebiet zwischen Bad-Muskau und der A 15 in Süd-Brandenburg lebt, ist eine Tochter der Neustädter Wölfin. Die Nochtener Wölfin ist wie die Neustädter Wölfin eine Tochter des Gründerpaares, ihr Partner ist vermutlich ein Halbbruder.
Im Fall eines verletzten Welpen, der im September 2008 in Wittichenau auftauchte, konnte mittels genetischer Untersuchungen festgestellt werden, dass das Tier aus dem 2008 gegründeten Milkeler Rudel stammte. Der humpelnde und blinde Welpe wurde eingefangen und musste aufgrund seiner Behinderungen eingeschläfert werden.

Neben der Untersuchung von Verwandtschaftbeziehungen kann über genetische Analysen auch die Reinrassigkeit der Wölfe überprüft werden. Seit Februar 2004 sind keine Wolf-Hund-Mischlinge im Wolfsgebiet mehr festgestellt worden.
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Im Mai 2003 in der Lausitz geborener Wolf-Hund-Mischling, im Winter 2004 eingefangen und in ein Gehege gebracht.