A microevolução é baseada nas mudanças em nível molecular que causam mudanças nas espécies ao longo do tempo. Essas mudanças podem ser mutações no DNA, ou podem ser erros que acontecem durante mitose ou meiose com relação à cromossomos. Se os cromossomos não são divididos corretamente, pode haver mutações que afetam toda a composição genética das células.
Durante a mitose e a meiose, o fuso sai dos centríolos e se liga aos cromossomos no centrômero durante o estágio chamado metáfase. O estágio seguinte, a anáfase, encontra as cromátides irmãs que são mantidas juntas pelo centrômero separadas pelas extremidades opostas da célula pelo fuso. Eventualmente, essas cromátides irmãs, que são geneticamente idênticas umas às outras, acabarão em células diferentes.
Como as cromátides irmãs são cópias exatas uma da outra, se não se dividem no meio, alguns genes são duplicados no cromossomo. À medida que as cromátides irmãs são puxadas para células diferentes, a célula com genes duplicados produz mais proteínas e superexpressa a característica. O outro gameta que não possui esse gene pode ser fatal.
Se um erro é cometido durante a meiose que faz com que parte de um cromossomo se rompa e se perca, isso é chamado de exclusão. Se a exclusão ocorrer dentro de um gene que é vital para a sobrevivência de um indivíduo, isso poderá causar sérios problemas e até a morte de um zigoto feito desse gameta com a exclusão. Outras vezes, a parte do cromossomo perdida não causa fatalidade para a prole. Esse tipo de exclusão altera as características disponíveis no pool genético. Às vezes, as adaptações são vantajosas e serão selecionadas positivamente durante a seleção natural. Outras vezes, essas exclusões na verdade tornam a prole mais fraca e desaparecem antes que possam se reproduzir e transmitir o novo gene estabelecido para a próxima geração.
Quando um pedaço de um cromossomo se rompe, ele nem sempre é completamente perdido. Às vezes, um pedaço de cromossomo se prende a umcromossomo homólogo que também perdeu um pedaço. Este tipo de mutação cromossômica é chamado translocação. Mesmo que o gene não esteja completamente perdido, essa mutação pode causar sérios problemas ao codificar os genes no cromossomo errado. Algumas características precisam de genes próximos para induzir sua expressão. Se eles estão no cromossomo errado, eles não têm esses genes auxiliares para iniciá-los e eles não serão expressos. Além disso, é possível que o gene não tenha sido expresso ou inibido por genes próximos. Após a translocação, esses inibidores podem não ser capazes de interromper a expressão e o gene será transcrito e traduzido. Novamente, dependendo do gene, isso pode ser uma mudança positiva ou negativa para a espécie.
Outra opção para um pedaço de cromossomo que foi quebrado é chamado de inversão. Durante a inversão, o pedaço do cromossomo gira e volta a ser anexado ao restante do cromossomo, mas de cabeça para baixo. A menos que os genes precisem ser regulados por outros genes via contato direto, as inversões não são tão graves e geralmente mantêm o cromossomo funcionando corretamente. Se não houver efeito nas espécies, a inversão é considerada uma mutação silenciosa.