Mikroevolūcijas pamatā ir izmaiņas molekulārā līmenī, kas laika gaitā izraisa sugu maiņu. Šīs izmaiņas var būt mutācijas DNS, vai arī tās varētu būt kļūdas, kas notiek laikā mitoze vai meioze attiecībā uz hromosomas. Ja hromosomas nav pareizi sadalītas, var būt mutācijas, kas ietekmē visu šūnu ģenētisko struktūru.
Mitozes un meiozes laikā vārpsta iznāk no centrioļiem un stadijā, ko sauc par metafāzi, centromērā pievienojas hromosomām. Nākamajā posmā, anafāzē, atrod māsas hromatīdus, kurus kopā tur centromērs, ko vārpsta atvelk uz šūnas pretējiem galiem. Galu galā tie māsu hromatīdi, kas ir ģenētiski identiski viens otram, nonāks dažādās šūnās.
Tā kā māsu hromatīdi ir precīzi viens otra eksemplāri, ja tie nav sadalīti pa vidu, tad daži gēni tiek dublēti hromosomā. Tā kā māsu hromatīdi tiek ievilkti dažādās šūnās, šūna ar dublētajiem gēniem ražos vairāk olbaltumvielu un pārmērīgi izpausīs pazīmi. Otra gameta, kurai nav šī gēna, var būt letāla.
Ja meiozes laikā tiek pieļauta kļūda, kuras dēļ daļa hromosomas sadalās un pazūd, to sauc par izdzēšanu. Ja dzēšana notiek gēnā, kas ir vitāli svarīgs indivīda izdzīvošanai, tas var izraisīt nopietnas problēmas un pat nāvi zigotam, kas no dzimumšūnas izgatavots no dzēšanas. Citreiz zaudētā hromosomas daļa pēcnācējiem neizraisa nāvi. Šis dzēšanas veids maina pieejamās iezīmes
gēnu fonds. Dažreiz pielāgojumi ir izdevīgi, un dabiskās atlases laikā tie tiks izvēlēti pozitīvi. Citreiz šīs izdzēšanas faktiski padara pēcnācējus vājākus, un viņi nomirst, pirms viņi var pavairot un nodot nākamo paaudzi jaunajam gēnam.Kad sabojājas hromosomas gabals, tas ne vienmēr tiek pilnībā zaudēts. Dažreiz hromosomas gabals piestiprinās citam,homoloģiska hromosoma kas arī ir pazaudējis gabalu. Šāda veida hromosomu mutācijas sauc par translokāciju. Pat ja gēns nav pilnībā zaudēts, šī mutācija var radīt nopietnas problēmas, ja gēni ir kodēti nepareizā hromosomā. Dažām īpašībām ir nepieciešami tuvumā esošie gēni, lai izraisītu to izpausmi. Ja viņi atrodas nepareizā hromosomā, tad viņiem nav šo palīgu gēnu, lai tos sāktu, un tie netiks izteikti. Ir arī iespējams, ka gēnu neizpauda vai neinhibēja tuvējie gēni. Pēc translokācijas šie inhibitori, iespējams, nespēs apturēt ekspresiju, un gēns tiks transkribēts un translēts. Atkal, atkarībā no gēna, šīs sugas varētu būt pozitīvas vai negatīvas izmaiņas.
Vēl viena iespēja nodalītā hromosomas gabalam tiek saukta par inversiju. Inversijas laikā hromosomas gabals apvijas un atkal piestiprinās pie pārējās hromosomas, bet otrādi. Ja vien gēni nav jāregulē ar citiem gēniem tieša kontakta ceļā, inversijas nav tik nopietnas un bieži vien hromosoma darbojas pareizi. Ja sugai nav ietekmes, inversija tiek uzskatīta par klusu mutāciju.