Suvuttomassa lisääntymisessä mutaatiot ovat ainoa perinnöllistä muuntelua tuottava lähde. Sen sijaan suvullisessa lisääntymisessä muuntelua tuottavat myös monet muut tekijät.

Useat suvullisesti lisääntyvät eliöt ovat diploideja, eli niillä on kaksi kopiota kustakin kromosomista. Suvullisessa lisääntymisessä muuntelua tuottaa se, että meioosissa sukusoluun päätyy sattumalta jommaltakummalta vanhemmalta saatu kromosomi. Uusien kromosomiyhdistelmien päätyminen sukusoluihin tuottaa uusia ominaisuusyhdistelmiä.

Meioosissa perinnöllistä muuntelua lisää myös ilmiö, jota kutsutaan tekijäinvaihdunnaksi. Tekijäinvaihdunnassa vastinkromosomit vaihtavat geenejä keskenään ja syntyy uudenlaisia kromosomeja, joissa on osia sekä isältä että äidiltä perityistä kromosomeista. Tällöin syntyy uusia ominaisuusyhdistelmiä. Tekijäinvaihdunnan vuoksi käytännössä kaikki muodostuvat sukusolut ovat perimältään erilaisia.

Siemenkasveilla pölytyksen seurauksena siitepölyhiukkasen ja munasolun tumat yhtyvät eli tapahtuu hedelmöittyminen. Vastaavasti eläimillä siitoksen seurauksena sukusolujen perimät yhdistyvät eli tapahtuu hedelmöittyminen. Eläinten hedelmöitys jaetaan ulkoiseen hedelmöitykseen, jossa hedelmöitys tapahtuu naaraan ulkopuolella, esimerkiksi kaloilla vedessä, ja sisäiseen hedelmöitykseen, jossa sukusolujen tumat yhtyvät naaraan sisällä.

Kun suvullisessa lisääntymisessä kaksi sukusolua kohtaa toisensa, niiden tumat yhtyvät ja syntyy perimältään diploidi hedelmöittynyt munasolu, tsygootti. Myös sukusolujen sattumanvarainen kohtaaminen lisää perinnöllistä muuntelua, sillä vain yksi siittiö miljoonista pääsee munasolun sisälle.

Sukusolujen syntymisen, tekijäinvaihdunnan ja sukusolujen yhtymisen vuoksi on äärimmäisen epätodennäköistä, että syntyvät yksilöt olisivat suvullisessa lisääntymisessä samanlaisia. Tätä todennäköisyyttä pienentävät lisäksi uudet mutaatiot ja satunnainen parinvalinta. Näistä kaikista osatekijöistä seuraa saman lajin yksilöiden välille perinnöllistä muuntelua: tätä kutsutaan geneettiseksi rekombinaatioksi. Suvullisesti lisääntyvän eliön jälkeläiset ovat siis geneettisesti erilaisia ja perimältään ainutkertaisia.

​​