Belgisch witblauwe runderen vertonen een verscheidenheid in combinaties van kleur en kleurpatronen. Er kunnen verschillende fenotypes worden waargenomen: wit, blauw, zwart, rood, verdund blauw, verdund zwart en verdund rood. Vier belangrijke genen zijn verantwoordelijk voor deze variëteit. Het eerste gen (p) codeert voor een gevlekt patroon: zwart wit of blauw wit. Dit p-allel is recessief en ligt bij dit ras vast: alle Belgisch Blauwe dieren hebben het genotype pp. Het tweede gen codeert voor de zwarte (N) of rood/bruine kleur (n). Het N-allel is dominant: alleen n/n dieren zijn rood. Het derde gen codeert voor de roankleur, een codominant gen: de R/R dieren zijn wit, de R/+ zijn blauw/wit en de +/+ dieren zijn zwart. Onlangs is een vierde gen ontdekt, het melanofilinegen dat de zwart- en blauw/witte kleur verdunt. Het is het recessieve allel (d). Alleen het genotype d/d vertoont het verdunningseffect.
