Hampir semua organisme dapat menyebarkan materi genetik melalui transfer gen vertikal di mana informasi genetik ditransmisikan dari orang tua ke keturunannya. Sebaliknya, proses transfer gen horizontal — atau transfer gen lateral — tidak umum untuk semua spesies. Pada jenis transfer gen ini, materi genetik ditransmisikan antara organisme yang bukan induk dan keturunannya. Sebaliknya, kedua organisme biasanya tidak berhubungan, dan seringkali dari spesies yang berbeda.
Kebanyakan organisme eukariotik memperoleh materi genetik terutama melalui transfer gen vertikal, di mana rekombinasi DNA terjadi. Sebaliknya, diperkirakan bahwa transfer gen horizontal adalah cara paling umum di mana organisme bersel tunggal, khususnya bakteri, memperoleh materi genetik baru. Ini penting karena bakteri berkembang biak tanpa rekombinasi seksual; oleh karena itu transfer horizontal memungkinkan spesies bakteri mempertahankan keanekaragaman.
Transfer gen horizontal pada bakteri adalah fenomena umum. Ada tiga cara di mana bakteri dapat bertukar materi genetik secara horizontal. Ketiganya terjadi secara alami dan juga dapat dilakukan di laboratorium untuk merekayasa genetika bakteri dengan sifat baru, seperti kemampuan mensintesis protein non-asli.
Transformasi adalah proses di mana bakteri menelan molekul DNA atau RNA telanjang dan mengekspresikannya di dalam sel. Dalam transduksi, materi genetik ditransfer oleh bakteriofag, yaitu virus yang menginfeksi bakteri. Akhirnya ada konjugasi bakteri, di mana materi genetik, seringkali plasmid, ditransfer melalui kontak antar sel. Konjugasi dimediasi oleh transposon dan plasmid, dua jenis materi genetik yang berbeda dan tidak bergantung pada genom bakteri.
Ada beberapa bukti bahwa virus juga dapat mengirimkan informasi genetik melalui transfer gen horizontal. Salah satu indikator terkuat melibatkan virus yang disebut Mimivirus, Mamavirus, dan Sputnik. Baik Mimivirus maupun Mamavirus dikenal sebagai inang Sputnik, dan sejumlah kecil gen umum untuk ketiga spesies tersebut. Diperkirakan bahwa Sputnik mentransfer gen antara dua virus inangnya di beberapa titik selama sejarah evolusi ketiga organisme ini.
Eukariota tertentu, termasuk spesies jamur, serangga, dan tumbuhan, juga terlibat dalam transfer gen horizontal. Salah satu contoh yang paling terkenal adalah transfer genetik horizontal antara bakteri dan Saccharomyces cerevisiae, spesies ragi. Contoh lain dari transfer genetik antara eukariota melibatkan kumbang kacang azuki dan bakteri yang disebut Wolbachia. Di dunia tumbuhan, parasit dari keluarga tumbuhan yang disebut Rafflesiaceae telah mentransfer informasi genetik ke inangnya, dan spesies alga telah mentransfer materi genetik ke spesies siput laut yang memangsa alga.