Homeobox je zaporedje DNK, kodirano za izražanje proteina, ki se veže na drugo DNK in uravnava način izražanja. Homeoboxes so v osemdesetih letih prejšnjega stoletja odkrili genetski raziskovalci, sprva v sadnih muhih – organizmu, ki je bil v genetiki zelo raziskanem -, kasneje pa tudi v drugih organizmih, vključno s preprostimi in enoceličnimi organizmi. Ta zaporedja igrajo zelo pomembno vlogo pri embrionalnem razvoju, saj določajo, kako in kje se geni izražajo, in spadajo med skupino genetskih zaporedij, ki sodelujejo pri regulaciji in izražanju genov, ko se organizmi razvijajo.
V homeoboxu je običajno okoli 180 baznih parov. Beljakovina, ki jo kodira, ima okoli 60 aminokislin in se lahko veže na DNK, da jo vklopi ali izklopi in ugotovi, ali se izraža. Med embrionalnim razvojem homeobox celicam pove, kdaj in kje naj začnejo proizvajati, kar načrtuje osnove organizma in postavlja temelje za naprednejši razvoj, saj se celice diferencirajo pod vodstvom beljakovin, ki jih proizvajajo homeoboxi in druga genska zaporedja.
Sprva so raziskovalci sumili, da so regulativni procesi za razvojem zarodkov zelo različni pri organizmih različnih vrst, zlasti pri organizmih, ki so le daljno sorodni. Odkritje teh genskih sekvenc je pokazalo, da so se organizmi od polžev do slonov zanašali na homeoboxe za regulacijo svoje DNK med razvojem. Napake v teh zaporedjih lahko povzročijo tudi razvojne nepravilnosti, saj se razvoj organizma zmede in se lastnosti izražajo na napačnih mestih.
Odkriti so bili številni človeški homeobox geni na več kromosomih. Ta zaporedja so bila preučena, da bi izvedeli več o beljakovinah, za katere kodirajo, in kako te beljakovine delujejo. Raziskave organizmov, kot so sadne muhe, je mogoče neposredno uporabiti za človeško genetiko, saj v mnogih primerih geni delujejo na podoben način. Razumevanje, kako spremembe v homeoboxu sadne muhe vplivajo na razvoj, lahko zagotovi informacije o tem, kako lahko podobne spremembe spremenijo način razvoja človeškega zarodka.
V embrionalni razvoj so vključeni številni različni procesi. Ti geni niso edini odločilni dejavnik, na zarodke pa lahko vplivajo tudi zunanji dejavniki, kot je izpostavljenost toksinom, kar lahko privede do deformacij, ki jih povzročajo motnje v izražanju DNK. Razumevanje neštetih zapletenosti razvoja pomaga raziskovalcem razumeti, kaj se zgodi, ko gre razvoj narobe in zakaj. To je mogoče uporabiti za raziskave, ki so namenjene odpravljanju napak v razvoju z namenom, da jih preprečimo v prihodnosti.