Mutagen adalah zat yang meningkatkan frekuensi mutasi pada populasi tanaman atau hewan, yang dapat menyebabkan berbagai konsekuensi. Beberapa bahan kimia memiliki sifat mutagenik, dan radiasi seperti sinar ultraviolet dan sinar-x adalah sumber umum mutasi lainnya. Karena mutagen dapat menyebabkan mutasi genetik, beberapa di antaranya dapat berkontribusi pada perkembangan kanker, menjadikan mutagen ini karsinogenik selain mutagenik.
Ada beberapa cara di mana mutagen dapat bekerja dalam organisme hidup. Kebanyakan menyerang DNA, mempengaruhi kode genetik organisme. Beberapa berhasil memasukkan diri mereka ke dalam DNA secara langsung, menyebabkan hewan tersebut mulai mereproduksi mutagen karena menganggapnya termasuk dalam DNA. Lainnya menyebabkan kerusakan struktural, menyebabkan kesalahan genetik yang dapat menjadi bencana ketika sel-sel mulai bereplikasi, dan yang lain memanipulasi DNA, memaksanya untuk menghasilkan sesuatu yang berbahaya. Janin sangat rentan terhadap mutagen karena mereka tumbuh dan berkembang begitu cepat, itulah sebabnya wanita hamil diperingatkan untuk ekstra hati-hati di sekitar radiasi dan bahan kimia.
Orang-orang pertama kali mulai memahami bagaimana mutagen bekerja pada 1920-an, ketika para peneliti dalam proses mengeksplorasi radiasi mencatat berbagai mutasi pada organisme yang terpapar radiasi tingkat tinggi. Seiring waktu, hubungan mutagenik antara berbagai bentuk radiasi dan banyak bahan kimia dibuat, menggambarkan perlunya mengamati tindakan pencegahan di laboratorium penelitian, dan untuk menguji produk dengan hati-hati sebelum melepaskannya ke masyarakat umum.
Ketika dokter belajar dengan cemas pada 1950-an dengan thalidomide, mutagen tidak selalu konsisten atau dapat diprediksi. Meskipun banyak organisme hidup memiliki kode genetik yang sangat mirip, mutagen dapat menyebabkan masalah pada satu organisme, tetapi tidak pada organisme lain. Dalam kasus thalidomide, obat tersebut menyebabkan cacat lahir pada manusia, tetapi tidak pada hewan yang diuji.
Selain menyebabkan mutasi pada organisme hidup, seperti misalnya ketika paparan mutagen mengarah pada perkembangan tumor kanker, mutagen juga dapat menyebabkan cacat lahir. Lebih lanjut, paparan mutagen dapat mengakibatkan transmisi semacam bom waktu genetik, gen atau urutan yang bermutasi yang dapat menjadi masalah di generasi mendatang. Mutagen dapat menyebabkan perkembangan sifat resesif yang muncul ketika dua keturunan orang yang terpapar zat tersebut memiliki anak. Penyebab munculnya cacat lahir mungkin sulit untuk dijabarkan jika paparan terjadi beberapa generasi yang lalu, menyebabkan kebingungan bagi orang tua dan dokter yang mengawasi.