Hlavní článek: Weinberg byl průkopníkem ve studiích dvojčat a vyvinul techniky analýzy fenotypové variability, které rozdělovaly tuto variabilitu na genetickou a environmentální složku. Přitom si uvědomil, že mnoho jeho výpočtů ovlivňuje ascertainment bias, a vytvořil metody pro jeho korekci.

Weinberg si všiml, že podíly homozygotů v rodinných studiích klasických autozomálně recesivních genetických chorob obecně překračují očekávaný mendelovský poměr 1:4, a vysvětlil, jak je to důsledkem ascertainment bias. Při své práci s albínskými dětmi si uvědomil, že v některých rodinách, kde oba rodiče nesou recesivní mutaci, se náhodně nevyskytuje žádné onemocnění. Zdůvodnil to tím, že mnoho párů s přenašečstvím nebylo započítáno, a demonstroval metody pro korekci výsledků tak, aby vznikl očekávaný mendelovský poměr.

Objevil odpověď na několik zdánlivých paradoxů způsobených ascertainment bias. Například vysvětlil, že důvodem, proč jsou rodiče jako celek plodnější než jejich děti, je to, že děti musí nutně pocházet od plodných rodičů.

Z téhož důvodu rozpoznal, že ascertainment je zodpovědný za jev známý jako anticipace, tendence k tomu, aby se genetická choroba projevila dříve v životě a se zvýšenou závažností v pozdějších generacích. Weinberg rozpoznal, že je to proto, že tyto pozdější generace jsou potomky té vybrané skupiny dřívějších přenašečů, kteří se úspěšně rozmnožili. Pozdější vědci uvažovali o tom, že u takových přenašečů, kteří se rozmnožují, lze očekávat, že jsou nositeli příznivých kompenzačních mutací, které jim umožňují úspěšnou reprodukci navzdory jejich onemocnění. Ve skupině autozomálně a X-vázaných dominantních onemocnění známých jako poruchy s trinukleotidovými repeticemi (například Huntingtonova choroba) byl rovněž prokázán molekulární mechanismus anticipace. Je způsoben nestabilitou opakujících se nukleotidových sekvencí, které mají tendenci podléhat expanzi, což způsobuje onemocnění ve stále dřívějším věku s tím, jak se trinukleotidové repetice hromadí.