Le mutazioni sono errori di scrittura o cambiamenti nel codice genetico. Sono piuttosto rare, solo una mutazione ogni 1-10 milioni di basi di DNA, ma i microbi si riproducono molto rapidamente. Ad esempio, alcuni batteri possono dividersi ogni nove minuti. Inoltre, l'intera stringa di DNA o genoma (gee-nome) dei microbi è relativamente piccola. Ad esempio, un batterio medio ha solo circa cinque milioni di basi di DNA. Quindi, in ogni nuova generazione di batteri, ci possono essere uno o due errori nel codice genetico. In altre parole, queste mutazioni casuali si verificano abbastanza spesso nei microbi da giocare un ruolo significativo nella loro capacità di sopravvivenza e adattamento.