为了防止复制出错，细胞有“校对”功能帮助确保碱基正确配对。错误拷贝时，DNA 也有修复机制。但因为蛋白质合成涉及无数的碱基对及复杂性，错误也会发生。许多原因（包括射线暴露、药物或病毒）都可导致错误发生，有时也没有明确的原因。DNA 微小的变异在大多数人非常常见。大多数变异不会影响后续的基因拷贝。错误在随后的基因拷贝中复制称为突变。

遗传突变是指可以传给后代的突变。突变只有在累及生殖细胞（精子或卵子）时才会遗传。不影响生殖细胞的突变会影响突变细胞的后代（如演变成癌症），但不会传给后代。

突变对于个人或家庭可能是独一无二的，大多数有害突变均较为罕见。影响1%以上人群的常见突变被称为多态性（例如，人类血型有 A、B、AB 和 O 型）。大多数多态性对表型（身体实际的结构和功能）几乎没有或完全没有影响。

突变可能涉及较小或较大的 DNA 片段。突变根据其大小和位置不同，可没有明显作用，或改变蛋白的氨基酸序列或减少蛋白产生的数量。蛋白的氨基酸序列改变，其功能也会不同或丧失。蛋白功能减弱或丧失常常有害甚至致命。例如， 苯丙酮尿症 苯丙酮尿症（PKU） 苯丙酮尿症是一种 氨基酸代谢异常，发生在出生时无法正常分解称为苯丙氨酸的氨基酸的婴儿中。苯丙氨酸在血中累积，且对大脑产生毒性。当父母将导致这种疾病的缺陷 基因遗传给孩子时，就会发生苯丙酮尿症。 苯丙酮尿症是由于缺乏将苯丙氨酸转化为酪氨酸所需的酶引起的。... 阅读更多 是一个突变导致苯丙氨酸羟化酶不足或丧失所致。这种缺陷导致从饮食中吸收的苯丙氨酸在体内堆积，最终引起严重的智能低下。

在极少数病例，突变会导致对细胞有益的变化。例如，就镰状细胞基因而言，当某人继承异常基因的两个拷贝时，此人将患上 镰状细胞病 镰状细胞病 镰状细胞病是血红蛋白（红细胞中的携氧蛋白）的一种遗传性基因异常，其特征是红细胞呈镰刀（新月）形并且异常红细胞大量被破坏造成慢性贫血。 贫血始终存在，有时出现黄疸。 贫血加重、发烧、气短伴长骨疼痛、腹痛、胸痛等提示镰状细胞危象。 电泳可用于确定患者是否患镰状细胞病。... 阅读更多 。但是，当某人仅继承镰状细胞基因的一个拷贝时（称为携带者），此人体内可以产生某些抵抗 疟疾 疟疾 疟疾是由疟原虫引起的红细胞感染，能感染红细胞的疟原虫有五种。疟疾可引起发热、寒战、出汗、全身不适（不舒服），有时还会引起腹泻、腹痛、呼吸窘迫、神智错乱和癫痫发作。其它发现包括脾脏肿大、贫血（由于感染的红细胞破裂），有时还损害心脏、脑、肺或肾脏。... 阅读更多 （一种血液感染）的保护机制。尽管针对疟疾的保护机制可以帮助携带者生存，但镰状细胞病（携带两个基因拷贝的人）会导致症状和并发症，从而缩短寿命。

自然选择是指在特定环境下有损生存情况的突变遗传给后代的可能性较小（因此在人群中较不常见），而改善生存情况的突变会变得越来越常见。因此有益的突变，尽管起初很少见，最终也会变得很普遍。在杂交的群体中，突变和自然选择中伴随着时间发生的微小变化总体成为进化。

不是所有的基因异常都会产生有害影响。例如，引起镰状细胞病的基因有预防疟疾的作用。