Los mecanismos de la evolución — como la selección natural y la deriva genética — actúan sobre la variabilidad aleatoria que se genera por mutación.

Se cree que hay factores ambientales que influyen en la tasa de mutación pero generalmente se piensa que no influyen en la dirección de estas mutaciones. Por ejemplo, la exposición a sustancias químicas nocivas puede aumentar la frecuencia de mutación, pero no hará que se produzcan más mutaciones que hagan a los organismos resistentes a esas sustancias químicas. En este sentido, las mutaciones son aleatorias — el hecho de que una mutación concreta suceda o no, no está relacionado con lo útil que sería.

En los EEUU, donde la gente utiliza champús con sustancias químicas especiales para matar piojos, hay multitud de piojos que resistentes a las sustancias químicas de los champús. Hay dos explicaciones posibles para esto:

Los científicos en general piensan que la primera explicación es la correcta y que la segunda explicación posible, la de las mutaciones dirigidas, no es correcta.

Los investigadores han realizado muchos experimentos en este campo y, aunque hay varias formas de interpretar los resultados, ninguna de ellas apoya de modo inequívoco la mutación dirigida. No obstante, los científicos continúan realizando investigaciones que proporcionan datos relevantes sobre esta cuestión.

Además, los experimentos han aclarado que muchas mutaciones son, de hecho, «aleatorias» y que no sucedieron porque se hubiera puesto al organismo en una situación donde la mutación sería útil. Por ejemplo, si se exponen bacterias a un antibiótico, es probable que se observe un aumento en la prevalencia de la resistencia a antibióticos. En 1952, Esther y Joshua Lederberg determinaron que muchas de estas mutaciones para la resistencia a antibióticos existían en la población antes incluso de que la población fuera expuesta al antibiótico, y que esta exposición no ocasionó la aparición de estos nuevos mutantes resistentes.