Mutaatio
Geenimuutos on jonkun geenin alueella tapahtuva pieni muutos, jossa yksi DNA:n osanen eli nukleotidi katoaa, liittyy tai muuttuu. Yhden nukleotidin muutos tunnetaan pistemutaationa.
Molekyylievoluutio
Molekyylien välisiä eroja voidaan yrittää käyttää lajiutumisen ajoitukseen eli molekyylikellona. Molekyylien evoluutio ei ole kuitenkaan tapahtunut vakionopeudella, koska se riippuu ympäristöstä ja koska molekyylit eivät voi muuntua rajattomasti. Molekyylievoluution tutkimus on edennyt kovasti 2000-luvulla, jolloin on tuotu esille muun muassa geenien kahdentumisen merkitys molekyylievoluutioissa. Geenin kahdentuessa kahdeksi identtiseksi kopioksi toinen voi pysyä ennallaan ja toinen mutatoitua. Monien proteiinien geeni toistuu esimerkiksi ihmisen DNA:ssa monta kertaa. Joissain tapauksissa on huomattu, että emäsjärjestykseltään jossain määrin saman tyyppinen proteiini toimittaa eri eliöillä kokonaan erilaisia tehtäviä. Kananmunan valkuaisen ovalbumiini, ihmisen veriplasman antitrombiini ja ohran siemenen proteiini Z muistuttavat jossain määrin toisiaan, vaikka ne toimivat eri tavoin.