基因重組是指非等位基因間的重新組合。能產生大量的變異型別，但只產生新的基因型，不產生新的基因。基因重組的細胞學基礎是性原細胞的減數分裂第一次分裂，同源染色體彼此分裂的時候，非同源染色體之間的自由組合和同源染色體的染色單體之間的交叉互換。基因重組是雜交育種的理論基礎。

基因突變是指基因的分子結構的改變，即基因中的脫氧核苷酸的排列順序發生了改變，從而導致遺傳資訊的改變。基因突變的頻率很低，但能產生新的基因，對生物的進化有重要意義。發生基因突變的原因是DNA在複製時因受內部因素和外界因素的干擾而發生差錯。典型例項是鐮刀形細胞貧血症。基因突變是誘變育種的理論基礎。

染色體變異是指染色體的數目或結構發生改變。重點是數目的變化。染色體組的概念重在理解。一個染色體組中沒有同源染色體，沒有等位基因，但一個染色體組中所包含的遺傳資訊是一套個體發育所需要的完整的遺傳資訊，即常說的一個基因組。對二倍體生物來說，配子中的所有染色體就是一個染色體組。染色體組數是偶數的個體一般都具有生育能力，但染色體組數是奇數的個體是高度不孕的，如一倍體和三倍體等。