Nghiên cứu di truyền công bố tháng 6 năm 2015 trên tạp chí Nature bao gồm một phân tích về 4 phụ nữ từ văn hóa Afanasievo. Hai cá nhân mang nhóm đơn bội J2a2a, một mang T2c1a2 và một mang U5a1a1.[1][12] Các tác giả của nghiên cứu thấy rằng Afanasievo là "không thể phân biệt về mặt di truyền" với văn hóa Yamna.[1] Các kết quả chỉ ra rằng sự mở rộng của tổ tiên của người Afanasiev vào khu vực Altai được thực hiện thông qua "các cuộc di cư quy mô lớn và các thay thế dân số",[1] mà không có sự hỗn huyết với cư dân địa phương.[1][13] Người Afanasiev cũng được tìm thấy là có quan hệ họ hàng gần với văn hóa Poltavka.[13] Theo các tác giả của nghiên cứu này thì nghiên cứu đã củng cố thuyết cho rằng người Afansiev là người Ấn-Âu, có lẽ là tổ tiên của người Tochari.[1]

Trong nghiên cứu di truyền công bố trên tạp chí Science năm 2018, các di cốt của 24 cá nhân được coi là thuộc văn hóa Afanasievo đã được phân tích. Trong số 14 mẫu chiết xuất Y-DNA thì 10 thuộc về R1b1a1a2a2, 3 thuộc về Q1a2 và 1 thuộc về R1b1a1a2a. Tương ứng với mtDNA, phần lớn mẫu thuộc về phân nhánh U (cụ thể là các phân nhánh U5), mặc dù T, J, H và K cũng được phát hiện. Các tác giả của nghiên cứu này trích dẫn các kết quả như là chứng cứ cho thấy văn hóa này đã nổi lên như là kết quả của sự di cư từ thảo nguyên Hắc Hải–Caspi.[14]