Mutasi
Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik baik pada taraf tingkatan gen maupun pada tingkat kromosom. Mutasi pada tingkat gen disebut mutasi titik, sedangkan mutasi pada kromosomal biasanya disebut aberasi. Mutasi pada gen dapat mengarah pada munculnya alel baru dan menjadi dasar munculnya variasi-variasi baru pada spesies. Mutasi terjadi pada frekuensi rendah di alam, biasanya lebih rendah daripada 1:10.000 individu. Mutasi di alam dapat terjadi akibat zat pembangkit mutasi (mutagen, termasuk karsinogen), radiasi surya, radioaktif, sinar ultraviolet, sinar X, serta loncatan energi listrik seperti petir. Individu yang memperlihatkan perubahan sifat (fenotipe) akibat mutasi disebut mutan. Dalam kajian genetik, mutan biasa dibandingkan dengan individu yang tidak mengalami perubahan sifat (individu tipe liar atau "wild type").
Organisme termodifikasi secara genetika
Modifikasi genetika melibatkan mutasi, penghapusan, dan penambahan gen. Ketika gen ditambahkan dari spesies yang berbeda, maka disebut dengan transfer gen horisontal. Di alam, transfer gen terjadi secara alami ketika DNA dari luar masuk membran sel dengan berbagai cara. Untuk melakukannya secara sintetik membutuhkan peran virus untuk masuk ke dalam sel, atau secara fisik memasukan DNA tambahan ke nukleus dengan menggunakan saluran yang sangat kecil atau dengan partikel yang ditembakkan dari pistol gen. Metode lainnya yang cukup sering digunakan memanfaatkan bakteri yang mampu melakukan transfer materi genetika seperti "Agrobacterium" untuk transfer gen ke tumbuhan dan lentivirus untuk transfer gen ke hewan.