Mutasyona neden olan mutajenler iki ana gruba ayrılır: fiziksel mutajenler ve kimyasal mutajenler. Fiziksel mutajenler: Isı ve pH: Depurinasyona (purin bazlarının giderilmesi) neden olurlar. Işınlar: İyonize ışınlar (X ve gama) DNA molekülünde delesyon veya inzersiyonlara, non-iyonize ışın (ultraviyole) ise DNA molekülünde yan yana bulunan pirimidin bazları arasında dimerleşmelere yol açar. Kimyasal mutajenler: Baz analogları: 5-Bromodeoksiuridin, 6-thioguanin, 2-aminopürinler gibi maddeler normal bazlara benzer ve onların yerine geçerek kimyasal yanılmalara neden olur. Alkilleyici ajanlar: DNA yapısına alkil grubu takar, örneğin nitrojen mustard. İnterkalasyon yapan ajanlar: Acridin boyaları (akriflavin, proflavin) DNA molekülünde baz dizinleri arasına girer. Demehtilasyon yapan ajanlar: 5-azacytidine, 5aza-2-deoxycytidine. Çeşitli insersiyonlara neden olan ajanlar: Etidium bromide (EtBr) gibi maddeler, DNA replikasyonu sırasında pürin ve pirimidin bazları yerine DNA yapısına katılarak çerçeve kayması mutasyonlarına neden olur.