Микроеволюцията се основава на промените на молекулно ниво, които причиняват вида да се променя с течение на времето. Тези промени може да са мутации в ДНКили може да са грешки, които се случват по време на митоза или смекчен израз във връзка с хромозоми. Ако хромозомите не са разделени правилно, може да има мутации, които засягат целия генетичен състав на клетките.
По време на митозата и мейозата вретеното излиза от центриолите и се прикрепя към хромозомите в центромера по време на стадия, наречен метафаза. Следващият етап, анафаза, намира сестринските хроматиди, които се държат заедно от центромера, издърпан отделно към противоположните краища на клетката от вретеното. В крайна сметка онези сестрински хроматиди, които са генетично идентични помежду си, ще се окажат в различни клетки.
Тъй като сестринските хроматиди са точни копия един на друг, ако не се разделят по средата, тогава някои гени се дублират върху хромозомата. Докато сестринските хроматиди се изтеглят в различни клетки, клетката с дублираните гени ще произведе повече протеини и ще преекспресира чертата. Другата гамета, която няма този ген, може да е фатална.
Ако се направи грешка по време на мейоза, която кара част от хромозома да се откъсне и да се загуби, това се нарича изтриване. Ако изтриването се извършва в ген, който е жизненоважен за оцеляването на индивид, това може да причини сериозни проблеми и дори смърт за зигота, направена от тази гамета при изтриването. Друг път частта от хромозомата, която се губи, не причинява фаталност за потомството. Този тип изтриване променя наличните черти в генофонд. Понякога адаптациите са изгодни и ще станат положително подбрани по време на естествен подбор. Друг път тези заличавания всъщност правят потомството по-слабо и те ще умрат, преди да могат да се възпроизведат и да предадат новия ген, определен на следващото поколение.
Когато парче от хромозома се откъсне, то не винаги се губи напълно. Понякога парче хромозома ще се прикрепи към друга, не-хомоложна хромозома това също е загубило парче. Този тип мутация на хромозоми се нарича транслокация. Въпреки че генът не е напълно изгубен, тази мутация може да причини сериозни проблеми, ако гените са кодирани на грешна хромозома. Някои характеристики се нуждаят от близки гени, за да предизвикат тяхната експресия. Ако те са на грешна хромозома, те нямат онези помощни гени, които да ги започнат и те няма да бъдат изразени. Също така е възможно генът да не е експресиран или инхибиран от близките гени. След транслокация тези инхибитори може да не успеят да спрат експресията и генът ще бъде транскрибиран и преведен. Отново, в зависимост от гена, това може да бъде положителна или отрицателна промяна за вида.
Друг вариант за откъснато парче хромозома се нарича инверсия. По време на инверсия парчето от хромозомата се преобръща и се прикрепя отново към останалата част от хромозомата, но с главата надолу. Освен ако гените не трябва да се регулират от други гени чрез директен контакт, инверсиите не са толкова сериозни и често поддържат хромозомата да работи правилно. Ако няма ефект върху вида, инверсията се счита за безшумна мутация.