人類基因突變率包括單個堿基改變所引起的點突變（point mutation），或多個堿基的缺失、重覆和插入。2009年8月，中英科學家給出了遺傳學中這個基本問題的答案。他們在最新一期《當代生物學》雜志上報告說，已成功直接測量出人類基因中核苷酸的突變率。
大多數對于人類基因突變的研究集中在單一核苷酸多型性，也就是DNA中的個別堿基變換。科學家分析估計，在人類的真染色質（富含基因的染色質）中，平均每100到1000個堿基會出現1個SNPs，不過密度并不均勻。由于SNPs的存在，如“所有人類的基因有99%都是相同的”一的說法并不精確。國際人類基因組組織單體型圖計劃，便是為了要將人類基因組中的SNP變異作編錄，而組成的一個大規模合作計劃。
異染色質是人類基因組的一些部分，總共包括有數百萬個堿基對，這些堿基對在人類族群之中的變異性也相當大。而且由于異染色質的重復性很高而且長度很長，因此技術仍然無法精確地解出它們的序列。此外異染色質不含基因，對于表現型也沒有顯著的作用。
配子細胞中大多數的基因組突變，可能會造成胚胎不正常發育，而人類的一些疾病也與大尺度的基因組異常有關。例如唐氏癥、透納氏癥，以及許多其他疾病，是染色體的不分離現象所造成。在癌細胞中的染色體，則是頻繁地出現非整倍性現象，不過這種現象與癌癥之間的關系仍然不明。