La variación genética es el resultado de la mutación, el flujo de genes entre las poblaciones y la reproducción sexual. En los organismos que se reproducen asexualmente, algunas variaciones genéticas aún pueden ser el resultado de una mutación aleatoria.
Las mutaciones, o los cambios en los patrones de codificación del ADN, dan lugar a variaciones genéticas cuando son hereditarias, lo que significa que pasan de generaciones de padres a hijos. Las mutaciones pueden ser dañinas o beneficiosas, y ambos tipos de mutaciones son hereditarios. La transferencia de material genético entre poblaciones también es un contribuyente importante a la variación genética; las poblaciones aisladas están en riesgo de endogamia y la amplificación de mutaciones dañinas.
Los organismos que se reproducen sexualmente tienen un grado de variación genética mucho mayor que los reproductores asexuales. Durante la meiosis, la división de las células sexuales, el material genético en forma de cromosomas se clasifica al azar entre las células. En organismos con un gran número de cromosomas, este surtido independiente conduce a un enorme número de posibles combinaciones de genes. La variedad independiente también es la razón por la que, en la mayoría de los casos, no hay conjuntos definidos de rasgos que siempre se heredan juntos.
El cruce es otro producto de la meiosis que conduce a la variación. Durante la meiosis, los cromosomas a menudo se sientan muy cerca uno del otro e incluso se superponen. Esta superposición a veces conduce a un intercambio de material genético, lo que mezcla aún más las posibles combinaciones de genes.