Mikroewolucja opiera się na zmianach na poziomie molekularnym, które powodują zmiany gatunków w czasie. Mogą to być zmiany mutacje w DNAlub mogą to być błędy, które się zdarzają podczas mitoza lub mejoza w relacji do chromosomy. Jeśli chromosomy nie zostaną prawidłowo podzielone, mogą wystąpić mutacje, które wpływają na cały skład genetyczny komórek.
Podczas mitozy i mejozy wrzeciono wychodzi z centrów i łączy się z chromosomami w centromerze podczas etapu zwanego metafazą. W kolejnym etapie anafaza znajduje chromatydy siostrzane, które są utrzymywane razem przez centromer wyciągnięty na przeciwległych końcach komórki przez wrzeciono. W końcu te chromatydy siostrzane, które są genetycznie identyczne, znajdą się w różnych komórkach.
Ponieważ chromatydy siostrzane są dokładnymi kopiami siebie, jeśli nie dzielą się na środek, niektóre geny są duplikowane na chromosomie. Gdy chromatydy siostrzane są wciągane do różnych komórek, komórka ze zduplikowanymi genami będzie wytwarzać więcej białek i nadeksprymować tę cechę. Inna gameta, która nie ma tego genu, może być śmiertelna.
Jeśli podczas mejozy zostanie popełniony błąd, który powoduje odłamanie się części chromosomu i jego zagubienie, nazywa się to usunięciem. Jeśli delecja nastąpi w obrębie genu, który jest niezbędny do przeżycia danej osoby, może to spowodować poważne problemy, a nawet śmierć zygoty wykonanej z tej gamety z delecją. Innym razem część utraconego chromosomu nie powoduje śmierci potomstwa. Ten typ usuwania zmienia dostępne cechy w pula genowa. Czasami adaptacje są korzystne i zostaną pozytywnie wybrane podczas doboru naturalnego. Innym razem te delecje faktycznie osłabiają potomstwo i umierają, zanim będą mogły się rozmnażać i przekazać nowy zestaw genów następnemu pokoleniu.
Kiedy kawałek chromosomu odrywa się, nie zawsze jest całkowicie stracony. Czasami kawałek chromosomu przylgnie do innego, innego niżchromosom homologiczny który również stracił kawałek. Ten typ mutacji chromosomów nazywa się translokacją. Mimo że gen nie został całkowicie utracony, mutacja ta może powodować poważne problemy poprzez kodowanie genów na niewłaściwym chromosomie. Niektóre cechy wymagają pobliskich genów, aby wywołać ich ekspresję. Jeśli znajdują się na niewłaściwym chromosomie, nie mają genów pomocniczych, aby je uruchomić i nie zostaną wyrażone. Możliwe jest również, że gen nie był wyrażany ani hamowany przez pobliskie geny. Po translokacji inhibitory te mogą nie być w stanie zatrzymać ekspresji, a gen zostanie transkrybowany i przetłumaczony. Ponownie, w zależności od genu, może to być pozytywna lub negatywna zmiana dla gatunku.
Inną opcją dla odłamanego fragmentu chromosomu jest inwersja. Podczas inwersji fragment chromosomu odwraca się i zostaje ponownie przymocowany do reszty chromosomu, ale do góry nogami. O ile geny nie muszą być regulowane przez inne geny poprzez bezpośredni kontakt, inwersje nie są tak poważne i często utrzymują prawidłowe działanie chromosomu. Jeśli nie ma to wpływu na gatunek, inwersję uważa się za cichą mutację.