Det kommer att bli den första samlade användningen av en framväxande teknik som kallas Crispr för att "snippa ut" specifika sjukdomsgener för att upptäcka läkemedel.
Tekniken är billigare, snabbare och mer exakt än nuvarande metoder.
Forskningen kommer att bedrivas med fyra ledande akademiska och industriella genforskningscentrum över hela världen.
AZ vice ordförande Dr Lorenz Mayr hoppas att det kommer att påskynda utvecklingen av läkemedel för sjukdomar inklusive diabetes, hjärtsjukdomar och många cancerformer
"Man kan inte stoppa vetenskapen", sa han till BBC News. "Det är en av de största utvecklingarna inom bioteknik på årtionden."
Många allvarliga sjukdomar uppstår när gener i människokroppen går fel.
Det mänskliga genomprojektet fastställde att människor hade omkring 24.000 gener. Dessa finns längs DNA dubbelhelix i varje cell i kroppen.
Avkodningen av det mänskliga genomet för 15 år sedan ledde till förhoppningen att läkare så småningom skulle identifiera defekta gener som är ansvariga för specifika sjukdomar och så småningom utveckla läkemedel för att behandla dem.
Principen är enkel - läkemedelsföretag skulle "snippa ut" den gen som är ansvarig för sjukdomen från patientens DNA, sedan använda den för att testa läkemedel för att se om de kunde fixa problemet.
Vid den tiden sade USA:s president Bill Clinton: "Våra barns barn kommer bara att känna cancer som en stjärnbild av stjärnor", och hyllade slutförandet av projektet efter en 10-års race som kostar miljarder.
Tony Blair, Storbritanniens dåvarande premiärminister, som gick med i Clinton via satellit från Downing Street, tillade: "Varje gång så ofta i mänsklighetens historia kommer ett genombrott som tar mänskligheten över gränsen och in i en ny era."
Femton år senare kunde man undra: "Vilken ny era?" Det finns bara en handfull nya läkemedel baserade på det mänskliga genomprojektet, och även om Clinton till slut kan bevisas vara rätt, är cancer fortfarande känt som cancer.
Framstegen har hämmats av två huvudfaktorer. För det första började forskningarna snart inse att de vanligaste sjukdomarna orsakades av någon kombination av tiotals gener.
För det andra, de genetiska tekniker för att sno ut specifika gener är dyra och tar lång tid. Forskare måste göra vad som i själva verket är "genetisk sax" skräddarsydd för den gen de vill skära ut. Denna process kan ta månader för varje gen.
Men på senare år har forskare utvecklat en uppsättning genetiska saxar som snabbt och billigt kan skräddarsys för att skära ut en viss gen.
Och denna teknik, som kallas Crispr, kommer att stå i fokus för forskningsprogrammet.
Dr Kostuke Yusa, från Wellcome Trust Sanger Institute, en av de akademiska organisationer som deltar i projektet, sade "den här kraftfulla tekniken" skulle göra det möjligt för "forskare att rikta gener med otrolig specificitet".
Dessutom är initiativet för innovativ genomik, ett samriskföretag mellan University of California, Berkeley och University of California i San Francisco, Broad Institute/Whitehead Institute och Thermo Fisher Scientific, som båda är baserade i Massachusetts.
Följ Pallab på Twitter
Astra Zeneca har aviserat ett forskningsprogram för att utveckla en generation läkemedel för att behandla de genetiska orsakerna till många försvagande sjukdomar.