Penyimpangan genetik adalah mekanisme evolusi yang terjadi secara kebetulan dan bukan oleh seleksi alam. Dalam pergeseran genetik, suatu populasi mengalami perubahan frekuensi alel tertentu, didorong oleh keberuntungan acak daripada kebutuhan untuk adaptasi. Ini berbeda dari seleksi alam, di mana frekuensi alel diubah berdasarkan gen yang paling cocok yang bertahan untuk bereproduksi dan gen yang lebih lemah mati. Penyimpangan genetik cenderung menjadi fenomena di antara populasi yang lebih kecil, sementara seleksi alam berlaku di populasi yang lebih besar.
Alel, atau varian genetik, adalah komponen gen yang menghasilkan sifat tertentu. Bayangkan ada cacing merah dan cacing putih dalam populasi yang sama. Jika cacing merah kawin dengan cacing putih, masing-masing akan mewariskan satu alel kepada keturunannya, merah atau putih, untuk membentuk gen. Alel dominan, atau kuat, akan menentukan sifat mana yang ditunjukkan oleh bayi cacing. Jika putih dominan, bayi cacing akan berwarna putih, jika merah dominan, bayi cacing akan berwarna merah, dan jika bayi cacing menerima dua alel resesif yang sama, ia akan menunjukkan sifat resesif tersebut. Genetika jauh lebih kompleks daripada yang dimungkinkan oleh contoh ini, tetapi ini adalah konsep umumnya.
Sekarang bayangkan cacing ini hidup di rawa yang dipenuhi lumpur merah dan dikelilingi oleh burung yang ingin memakannya. Cacing merah lebih mungkin untuk bertahan hidup karena mereka disamarkan oleh lumpur dan tidak mudah dilihat oleh pemangsa. Oleh karena itu, lebih banyak cacing merah akan hidup untuk bereproduksi dan lebih banyak alel merah akan diturunkan ke keturunannya, meningkatkan frekuensi alel merah. Cacing putih lebih banyak, yang mudah terlihat oleh burung, akan dimakan sebelum mereka dapat mewariskan gennya, sehingga menurunkan frekuensi aleliknya. Ini adalah seleksi alam.
Sekarang, bayangkan ada sepuluh cacing merah dan sepuluh cacing putih dengan peluang yang sama untuk bertahan hidup berkembang biak. Sebuah pohon tumbang di rawa, membunuh delapan cacing; enam putih dan dua merah. Kemudian misalkan dua cacing putih dan satu cacing merah jatuh sakit dan mati. Secara kebetulan, sekarang ada tujuh cacing merah dan hanya dua cacing putih yang tersisa. Ini adalah contoh penyimpangan genetik.
Penyimpangan genetik juga dapat terjadi melalui kesalahan pengambilan sampel acak. Kesalahan pengambilan sampel terjadi ketika sampel menunjukkan hasil yang berbeda dari seluruh populasi. Misalnya, ada lima puluh cacing merah dan lima puluh cacing putih dalam suatu populasi, dan para ilmuwan secara acak memilih sepuluh cacing untuk diamati. Karena sampelnya lebih kecil, alel yang diturunkan dalam kelompok sepuluh mungkin tidak sama seperti dalam kelompok seratus. Juga, jika kelompok mengandung lebih banyak cacing merah daripada putih, presentasi alel pada keturunannya akan miring.
Penyimpangan genetik menjadi tetap ketika satu alel menggantikan yang lain seluruhnya atau satu alel mati. Bayangkan tujuh cacing merah dan dua cacing putih tertinggal di rawa setelah bencana pohon dan penyakit membunuh sebelas cacing lainnya. Saat cacing berkembang biak, semakin sedikit cacing putih yang akan muncul hingga akhirnya tidak ada lagi cacing putih yang tersisa. Penyimpangan genetik kemudian akan diperbaiki, karena semua generasi mendatang akan berwarna merah.
Karena pergeseran genetik bekerja jauh lebih cepat dalam populasi kecil, kemacetan populasi atau efek pendiri dapat meningkatkan proses pergeseran genetik. Sebuah kemacetan populasi terjadi ketika sebuah populasi tiba-tiba mengalami penurunan ukuran. Pohon yang tumbang di rawa-rawa dan membunuh hampir separuh populasi cacing adalah contoh efek bottleneck. Efek pendiri terjadi ketika sebagian kecil dari suatu populasi menjadi terisolasi dari kelompok lainnya dan berkembang secara terpisah.