Jako ředitel NHGRI, Collins dohlíží Spojených států roli v Human Genome Project, mezinárodní úsilí o zmapování lidského genomu ( kompletní soubor genů v buňce). Projekt lidského genomu začal v roce 1990 jako program pro určení celou sadu chemických instrukcí, které řídí dědičnost s lidmi a některých jiných organismů. Vědci se domnívají, že tím, že pochopení lidského genomu, budou moci lépe najít a pochopit souvislosti mezi geny a onemocněním. Tyto znalosti zahájí revoluci v oblasti medicíny. To povede k individualizované preventivní medicíně, ve kterém se jednotlivci mít genetický test a pak obdrží léky nebo preventivní léčbu založenou na svém osobním genetické výbavy. To také povede k vývoji účinnějších léků a terapie založené na hlubší pochopení mechanismu onemocnění.
Kromě mapování lidského genomu, projekt je rovněž určen na rozvoj technologií, které výzkumníkům pomoci a lékaři v analyzování informací sbíral z genetických testů. Projekt také podporuje školení sbor vědců využívat technologie a zdroje vyvinuté v rámci projektu v způsoby, jak zlepšit lidské zdraví.
Další důležitou složkou Human Genome Project je vyšetření možné etické, sociální, a právní otázky, které mohou vyplynout z výzkumu lidského genomu. Collins byl v čele těchto otázek, mezi něž patří otázky, jak budou lidé používat vlastní genetickou informaci a genetické informace o druhých.
Collins se také snaží zajistit přístup veřejnosti k zjištění projektu, takže mohou vědci na celém světě používat to, aby předem poznatky o genetické? a její praktické aplikace.