As mutações são erros ortográficos ou alterações no código genético. São bastante raras, ocorrendo apenas uma mutação por cada 1-10 milhões de bases de ADN, mas os micróbios reproduzem-se muito rapidamente. Por exemplo, algumas bactérias podem dividir-se a cada nove minutos. E toda a cadeia de ADN ou genoma (gee-nome) dos micróbios é relativamente pequena. Por exemplo, uma bactéria média tem apenas cerca de cinco milhões de bases de ADN. Assim, em cada nova geração de bactérias, pode haver um ou dois erros no código genético. Por outras palavras, estas mutações aleatórias ocorrem com frequência suficiente nos micróbios para desempenharem um papel significativo na sua capacidade de sobrevivência e adaptação.