Genetska variabilnost se nanaša na možnost, da se določena značilnost ali genotip spreminja znotraj populacije, ko je soočena s posebnim vplivom. Z večanjem genetske variabilnosti populacije narašča tudi njena odpornost na okoljske in genetske vplive ter na koncu izumrtje. Posledično je genetska variabilnost neposredno povezana z biotsko raznovrstnostjo in evolucijo.
V smislu evolucijske biologije, če populacija nima zadostne genetske variabilnosti, ji tudi manjka potencial za razvoj in prilagajanje. Biotska raznovrstnost je kot zavarovalna polica, saj deluje kot blažilnik za zmanjšanje škode zaradi katastrof, ki bi sicer lahko uničile celotno populacijo. Z vidika genetike lahko variabilnost med populacijskimi genotipi pojasni, zakaj imajo različni ljudje različne odzive na različna zdravljenja, okužbe in zdravila.
Podnebne spremembe, bolezni in naravne nesreče lahko vplivajo na genetsko variabilnost in poganjajo evolucijo. Brez zadostne variabilnosti populacija izgubi svoj potencial, da prenese te vplive. Biološki sistem, ki ima dedno genetsko variabilnost in je ranljiv za naravno selekcijo, se šteje za razvijajočega se. Z drugimi besedami, da se populacija razvija, mora imeti sposobnost za to z naravno selekcijo.
Povečana variabilnost povečuje tudi kondicijo. To je koncept, ki ga spodbuja naravna selekcija. Evolucijske prilagoditve v naravi so posledica genetske variabilnosti vrste, združene z okoljskimi in genetskimi vplivi.
Evolucijske prilagoditve, ki jih dejansko opazimo v naravi, so opisane v smislu variabilnosti in ne variabilnosti. Ta dva izraza se v znanstveni literaturi pogosto zamenjujeta kljub subtilnim razlikam med obema izrazoma. Za dani gen variacija opisuje opazne razlike, variabilnost pa je omejena na potencial za razlike med posamezniki znotraj populacije.
Primarni genetski vzrok variabilnosti je čista naključnost homologne rekombinacije in poliploidije v spolnih organizmih. Pogostost in lokacija, na kateri pride do rekombinacije, sta povsem naključni, zato sledi, da povečana rekombinacija vodi do povečane variabilnosti in kondicije. Poliploidija se pojavi, ko obstaja več homolognih kromosomov, s čimer se poveča rekombinacija pri potomcih.
Pri aseksualnih organizmih so viri variabilnosti omejeni, ker je genetska koda enaka za starša in potomce. Podobna omejitev se pojavi, ko je parjenje v sorodstvu dovoljeno, ker je genetski material staršev na začetku manj spremenljiv. Pomanjkanje variabilnosti znotraj populacije lahko vodi do genetskih težav, kot so mutacije in premiki.
Drugi vzroki za genetsko variabilnost so povezani z okoljem. Okoljski dejavniki, kot so izguba habitata in podnebne spremembe, lahko ustvarijo okoliščine, zaradi katerih so posamezniki izolirani od prebivalstva. Če se populaciji pridruži nov posameznik, se poveča možnost variacije.