Nhóm đơn bội phổ biến nhất liên quan đến di truyền học Amerindian bản địa là Nhóm đơn bội Q1a3a (Y-DNA). [38] Y-DNA, giống như mtDNA, khác với các nhiễm sắc thể hạt nhân khác ở chỗ phần lớn nhiễm sắc thể Y là duy nhất và không tái tổ hợp trong quá trình giảm phân. Điều này có tác dụng là mô hình lịch sử của các đột biến có thể dễ dàng được nghiên cứu. [39] Mô hình cho thấy Thổ dân châu Mỹ bản địa trải qua hai giai đoạn di truyền rất đặc biệt; đầu tiên là với người đầu tiên của châu Mỹ và thứ hai là giai đoạn trở thành thuộc địa châu Âu của châu Mỹ. [40] [41] Cái trước là yếu tố quyết định cho số lượng dòng gen và haplotype sáng lập có trong quần thể thổ dân châu Mỹ bản địa ngày nay. [41]

Sự định cư của con người ở châu Mỹ xảy ra trong các giai đoạn từ đường bờ biển Bering, với thời gian tạm dừng ban đầu 20.000 năm trên Beringia để thành lập dân số. [42] [43] Sự đa dạng và phân bố vệ tinh vi mô của dòng Y cụ thể ở Nam Mỹ chỉ ra rằng một số quần thể Amerindian đã bị cô lập kể từ thời thuộc địa ban đầu của khu vực. [44] Các quần thể Na-Dené, Inuit và người bản địa Alaska biểu hiện các đột biến Nhóm đơn bội Q-M242 (Y-DNA), tuy nhiên khác với các thổ dân châu Mỹ bản địa khác với các đột biến mtDNA khác nhau. [45] [46] [47] Điều này cho thấy rằng những người di cư sớm nhất vào các cực bắc của Bắc Mỹ và Greenland có nguồn gốc từ các quần thể sau này. [48]