Mesmo abordando o fato de que todos os ovos alelos sejam produzidos por mutações, as variações nas populações naturais se devem a processos que recombinam os genes dos conjuntos parentais, criando uma enorme variedade de novos genótipos. Nós organismo com reprodução sexuada, os principais processo de recombinação do conjunto genético são a permutação (ou crossing-over) e a segregação independente dos cromossomos homólogos; ambos ocorrem durante a meiose, a divisão celular que origina os gametas .
A permutação é ocorrida na primeira divisão da meiose e consiste na troca de trechos dos cromossomos homólogos parentais. Já a segregação independente ocorre na segunda divisão meiótica a movimento de cromossomos para os polos da célula e, posteriormente para as células filhas, esses dois processos tem genes de combinações diferentes em relação a conjuntos parentais e assim produzem novos genótipos. E a seleção natural pode atuar dos novos fenótipos. Há outra forma de ampliação da variabilidade onde populações de organismos tem reprodução sexuada é o acasalamento com indivíduos de populações vizinhas possuindo assim seu genótipo genes anteriormente inexistentes na população original, com características diferentes (fluxo gênico).
Nos organismos eucariotos de reprodução assexuada, há variações presentes devido as mutações em geral, são as únicas fontes de variações fenotípica nas populações nesse caso, se a mutação é benéfica, forma-se uma nova linhagem. Sabendo que com a constante variação ela pode ser maléfica, a linhagem da especie é extinta.
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