A variabilidade genética mede a tendência dos diferentes alelos de um mesmo gene que variaram entre si em uma dada população.

Não deve ser confundida com diversidade genética, a qual é a quantidade total de variações genéticas observada tanto entre as populações de uma espécie como entre os indivíduos de uma população.

A capacidade de uma população para se adaptar a um ambiente em mudança depende da variabilidade genética. Indivíduos com determinados alelos ou combinações de alelos podem ter precisamente as características necessárias para sobreviverem e se reproduzirem sob novas condições. Dentro de uma população, a frequência de um dado alelo pode variar entre muito comum ou muito raro. Estes novos alelos surgem na população tanto através de mutações aleatórias, como pela migração de indivíduos provenientes de outras populações.

Em pequenas populações, as frequências alélicas podem variar de uma geração para a seguinte simplesmente devido ao acaso, baseado em quais os indivíduos que sobrevivem até à maturidade, acasalam e deixam descendência. Este processo aleatório de mudança nas frequências alélicas é conhecido como deriva genética, e é um processo distinto das mudanças nas frequências genéticas causado pela seleção natural.