Sélection naturelle
La diversité génétique dans une population d'individus a pour origine des modifications de l'information génétique dans l'ADN des cellules. Il s'agit : premièrement, de mutations ponctuelles dans la séquence d'ADN des gènes, ou de mutations plus importantes comme des réarrangements chromosomiques ; deuxièmement, de recombinaisons génétiques qui se produisent lors des transferts d'ADN des bactéries et lors de la reproduction sexuée des eucaryotes. On peut ajouter aux modifications du génome citées plus haut, une autre source de diversité génétique, soient les migrations par lesquelles le stock génétique dans une population donnée se voit renouvelé par l'arrivée d'autres membres de l'espèce porteuse d'un ensemble génétique différent.
Évolvabilité
Selon la théorie de la sélection naturelle, le bagage génétique d’un individu se transmet d’une génération à une autre. Ce bagage subit de légères modifications aléatoires qui sont différentes d'un individu à l'autre. Ceux qui ont une meilleure valeur sélective auront une plus grande descendance, et leurs gènes seront donc plus largement répandus dans leurs populations. L'idée que ces mutations aléatoires sont une source de variation au sein des populations, et plus largement des espèces, est largement acceptée au sein de la communauté scientifique. Cependant, les mutations sont le plus souvent néfastes pour les individus qui les portent. Très peu des mutations sont neutres et encore moins sont bénéfiques pour les organismes. Nous observons pourtant dans le monde une grande diversité souvent avantageuse et adaptée à l'habitat de l'individu, autant au niveau des individus que des populations ou des espèces.