Le mutazioni che si verificano in modo casuale sono chiamate mutazioni spontanee o mutazioni casuali. Si verificano a causa di vari meccanismi come errori durante la replicazione del DNA, danni al DNA causati da fattori ambientali come la radiazione ultravioletta e inserimenti di elementi trasponibili. Queste mutazioni possono verificarsi in qualsiasi organismo senza alcuna causa specifica e non sono indotte o dirette.