Kromosomi, ki vsebujejo genetske informacije v celicah številnih različnih organizmov, se lahko mutirajo z različnimi procesi, pogosto v škodo mutiranega organizma. Kromosomska mutacija se zgodi na ravni kromosoma, kar pomeni, da se na nek način spremeni celotna strukturna enota kromosoma. Mutacija kromosoma se pogosto šteje za drugačno od genske mutacije, pri kateri se z mutacijo spremeni samo en gen na kromosomu. Kromosomske mutacije se pojavljajo v večjem obsegu, ki prizadene pomemben del celotnega kromosoma, zato lahko ena mutacija vpliva na številne gene.
Kromosomska mutacija je na splošno razvrščena glede na posebno strukturno spremembo kromosoma ali kromosomov. Ena vrsta mutacije je na primer zlitje; nastane, ko se dva različna kromosoma ali kromosomska segmenta zlijeta v enega. Raziskovalci dejansko verjamejo, da je človeški drugi kromosom zlitje dveh kromosomov, ki so jih imeli predčloveški predniki. Druga vrsta kromosomske mutacije se imenuje inverzija in se pojavi, ko je segment kromosoma obrnjen. Inverzije pogosto ne povzročijo vidnih mutacij v organizmu, saj so vse genetske informacije na splošno nedotaknjene in nespremenjene – čeprav to ni vedno tako.
Ko kromosomska mutacija spremeni število kopij določenega gena v genomu organizma, je veliko bolj verjetno, da bo povzročila kakšen opazen ali pomemben učinek na organizem. Pogoste mutacije te oblike vključujejo vstavke, ki vstavijo nov segment v kromosom, in delecije, ki odstranijo segment iz kromosoma. Obe vrsti kromosomskih mutacij povzročita spremembo kopij prisotnega gena ali genov. Prekomerna ali premajhna ekspresija gena, ki se lahko pojavi zaradi takšnih mutacij, lahko povzročita drastične učinke na izražanje genov v organizmu. Pri beli mutaciji pri sadni mušici Drosophila melanogaster, na primer, neuspeh pri zadostnem izražanju gena, ki kodira pigmentacijo oči, povzroči muhe z belimi očmi.
Raziskovalci imajo veliko različnih načinov za identifikacijo določene kromosomske mutacije ali genske mutacije. Organizme z različnimi genetskimi lastnostmi se lahko križajo v različnih kombinacijah, da se razvije splošen “zemljevid”, ki kaže na lokacijo določene mutacije. Raziskovalci lahko tudi sekvencirajo dele genoma organizma. Zaporedje predstavlja raziskovalcem podroben pogled na genetske informacije organizma in njegovo lokacijo na kromosomu.