Mutationer, der opstår tilfældigt, kaldes spontane mutationer eller tilfældige mutationer. De opstår på grund af forskellige mekanismer såsom fejl under DNA-replikation, DNA-skader forårsaget af miljøfaktorer som ultraviolet stråling og transponerbare elementindsættelser. Disse mutationer kan opstå i enhver organisme uden nogen specifik årsag og er ikke induceret eller rettet.