Kromosom, yang mengandung informasi genetik dalam sel banyak organisme yang berbeda, dapat bermutasi melalui berbagai proses yang berbeda, seringkali merugikan organisme yang bermutasi. Mutasi kromosom terjadi pada tingkat kromosom, yang berarti bahwa seluruh unit struktural kromosom diubah dalam beberapa cara. Mutasi kromosom sering dianggap berbeda dari mutasi gen, di mana hanya satu gen pada kromosom yang diubah oleh mutasi. Mutasi kromosom terjadi pada skala yang lebih besar yang mempengaruhi bagian penting dari keseluruhan kromosom, sehingga banyak gen dapat dipengaruhi oleh satu mutasi.
Mutasi kromosom umumnya diklasifikasikan berdasarkan perubahan struktural tertentu yang dibuat pada kromosom atau kromosom. Salah satu jenis mutasi, misalnya, adalah fusi; itu terjadi ketika dua kromosom atau segmen kromosom yang berbeda bergabung menjadi satu. Para peneliti sebenarnya percaya bahwa kromosom kedua manusia adalah perpaduan dari dua kromosom yang dimiliki oleh nenek moyang pra-manusia. Jenis lain dari mutasi kromosom disebut sebagai inversi dan terjadi ketika segmen kromosom dibalik. Pembalikan seringkali tidak menyebabkan mutasi yang terlihat pada organisme, karena semua informasi genetik umumnya utuh dan tidak berubah – meskipun hal ini tidak selalu terjadi.
Ketika mutasi kromosom mengubah jumlah salinan gen tertentu dalam genom organisme, kemungkinan besar akan menyebabkan beberapa efek nyata atau signifikan pada organisme. Mutasi umum dari bentuk ini termasuk penyisipan, yang memasukkan segmen baru ke dalam kromosom, dan penghapusan, yang menghapus segmen dari kromosom. Kedua jenis mutasi kromosom ini menghasilkan perubahan salinan gen atau gen yang ada. Overekspresi atau underekspresi gen, salah satunya dapat terjadi dari mutasi tersebut, keduanya dapat menyebabkan efek drastis pada ekspresi gen dalam suatu organisme. Dalam mutasi putih pada lalat buah Drosophila melanogaster, misalnya, kegagalan untuk mengekspresikan gen yang cukup mengkode pigmentasi mata menghasilkan lalat dengan mata putih.
Para peneliti memiliki banyak cara berbeda untuk mengidentifikasi mutasi kromosom atau mutasi gen tertentu. Organisme dengan sifat genetik yang berbeda dapat disilangkan dalam kombinasi yang berbeda untuk mengembangkan “peta” umum yang menunjukkan lokasi mutasi tertentu. Peneliti juga dapat mengurutkan bagian genom organisme. Sequencing menyajikan para peneliti dengan pandangan rinci tentang informasi genetik suatu organisme dan lokasinya pada kromosom.