Além de manter a estabilidade do genoma através da reparação do DNA, a recombinação homóloga desempenha um papel importante na diversificação do genoma. Na verdade, a recombinação de sequências forma a base molecular da evolução genómica. Permutações aleatórias e não aleatórias de sequências genómicas criam uma biblioteca de novas sequências amalgamadas. Estes genomas recém-formados podem determinar a aptidão e sobrevivência das células. Em bactérias, os tipos homólogo e não homólogo de recombinação levam à evolução de novos genomas que, em última análise, decidem a adaptabilidade das bactérias a condições ambientais variáveis.
Durante a meiose, quando uma única célula se divide duas vezes para produzir quatro células contendo metade do número original de cromossomas, a RH leva a cruzamentos entre genes. Isto significa que duas regiões do mesmo cromossoma com sequências quase idênticas quebram e depois voltam a unir-se, mas a uma porção de uma extremidade diferente. As pequenas diferenças entre as sequências de DNA dos cromossomas homólogos não alteram a função do gene, mas podem alterar o alelo ou o fenótipo do gene. Por exemplo, se um gene codifica para uma característica como a cor do cabelo, o seu alelo determina o fenótipo específico, ou seja, se o cabelo seria preto, loiro ou ruivo. Os humanos contêm dois alelos do mesmo gene, em cada localização do gene, um de cada progenitor. A recombinação, como a conversão genética, altera esta distribuição, alterando a forma ou manifestação do gene na descendência.
