Además de mantener la estabilidad del genoma a través de la reparación del ADN, la recombinación homóloga desempeña un papel importante en la diversificación del genoma. De hecho, la recombinación de secuencias constituye la base molecular de la evolución genómica. Las permutaciones aleatorias y no aleatorias de las secuencias genómicas crean una biblioteca de nuevas secuencias amalgamadas. Estos genomas recién formados pueden determinar la aptitud y la supervivencia de las células. En las bacterias, los tipos de recombinación homólogos y no homólogos conducen a la evolución de nuevos genomas que, en última instancia, deciden la adaptabilidad de las bacterias a las diversas condiciones ambientales.
Durante la meiosis, cuando una sola célula se divide dos veces para producir cuatro células que contienen la mitad del número original de cromosomas, la HR conduce a cruces entre genes. Esto significa que dos regiones del mismo cromosoma con secuencias casi idénticas se rompen y luego se vuelven a conectar, pero con una pieza final diferente. Las pequeñas diferencias entre las secuencias de ADN de los cromosomas homólogos no cambian la función del gen, pero pueden cambiar el alelo o el fenotipo del gen. Por ejemplo, si un gen codifica un rasgo como el color del cabello, su alelo determina el fenotipo específico, es decir, si el cabello sería negro, rubio o rojo. Los seres humanos contienen dos alelos del mismo gen, en cada ubicación genética, uno de cada padre. La recombinación, como la conversión génica, cambia esta distribución, alterando la forma o manifestación del gen en la descendencia.
