Das Darmbakterium Escherichia coli (E-coli) ist wahrscheinlich der älteste Modellorganismus. Krankheitserregende (pathogene), aber auch nicht-pathogene Stämme werden in der Bakteriologie, Medizin und Biotechnologie eingesetzt. Gentechnisch veränderte E. coli-Bakterien werden z. B. als Biosensoren für Schwermetalle erforscht.

Die Taufliege Drosophila melanogaster gilt als »Haustier der Genetik«. Sie wird seit Jahrzehnten vor allem für Kreuzungsversuche in der klassischen Genetik (Mendelsche Regeln) und in der Entwicklungsbiologie eingesetzt. Durch ihre geringe Größe und ihre kurze Generationsdauer von ca. 10 Tagen kann sie leicht und in hoher Anzahl gezüchtet und gehalten werden. Ihr einfacher Chromosomensatz umfasst nur vier Paare.

Der Fadenwurm Caenorhabditis elegans war der erste vielzellige Organismus, bei dem das Genom vollständig aufgeklärt wurde. Entwicklungsbiologen haben seine komplette Entwicklung bis hin zum ausgewachsenen Zustand bis ins Detail erforscht und beschrieben. Er hat eine sehr kurze Entwicklungszeit von nur zwei Tagen, besteht aus nur wenigen - genau 959 - Zellen und ist außerdem durchsichtig, so dass er gut unter dem Mikroskop beobachtet werden kann. Der Fadenwum wird häufig bei der Erforschung der Zellentwicklung und der Alterung eingesetzt.

Maus (Mus musculus) und Ratte (Rattus norvegicus) sind die weltweit verbreitetsten und häufigsten Labortiere. Mäuse und Menschen teilen sich ca. 80 % der Gene, weshalb Mäuse als Tiermodelle vor allem in der biomedizinischen Forschung eingesetzt werden, z. B. beim Testen neuer Arzneimittel, in der Alters- und Krebsforschung. Dazu wurden zahlreiche Inzucht-Linien gezüchtet, die bestimmte Erkrankungen haben bzw. eine Anfälligkeit dafür, z. B. für Diabetes, Bluthochdruck oder Krebs. Ebenso kommen so genannte Knock-out-Mäuse zum Einsatz, bei denen einzelne Gene gezielt ausgeschaltet wurden.

Die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) war 1999 die erste Pflanze, deren Genom komplett entschlüsselt wurde. Ihre geringe Größe und das kleine Genom machen Arabidopsis thaliana zu einem optimalen Studienorganismus, vor allem für die Zell- und Molekularbiologie der Pflanzen.