突变是基因组中DNA或RNA碱基序列的改变。由于复制DNA或RNA的聚合酶的错误，在基因组复制过程中会发生一些突变。与DNA聚合酶不同，RNA聚合酶容易出错，因为它不能“校对”它的工作。因此，具有RNA基基因组的病毒，如hiv，比具有DNA基基因组的病毒更快地累积突变。由于突变和重组为适应性进化提供了原材料，基于RNA的病毒可以迅速进化出对抗病毒药物的耐药性。
现代生物学的一个主要目标是通过比较基因组序列来揭示进化史。这些分析的一个重要实际应用是研究致病病毒的进化。基因组测序变得如此快速和廉价，以至于现在可以在疾病爆发期间调查病毒的起源和正在进行的进化。
例如，2013年，中国出现了一种名为H7N9的新型禽流感病毒，导致人类严重呼吸道疾病。通过比较从人类和几种鸟类中分离出的病毒的突变，研究人员能够证明，这种流感病毒株的祖先可能起源于中国家鸭种群，然后再传播给鸡。这一病原菌株随后与其它鸟类病毒重组，产生感染人类的H7N9菌株。这些分析表明，活禽市场可能是人类感染的来源。此外，在研究H7N9菌株的进化过程中，研究人员发现另一种可能感染人类的禽流感菌株。这项工作展示了突变的进化分析如何在流行病期间为流行病学家提供关键信息。
