DNA onarımı yoluyla genom stabilitesini korumanın yanı sıra, homolog rekombinasyon, genomun çeşitlendirilmesinde önemli bir rol oynar. Aslında, dizilerin rekombinasyonu, genomik evrimin moleküler temelini oluşturur. Genomik dizilerin rastgele ve rastgele olmayan permütasyonları, yeni birleştirilmiş dizilerden oluşan bir kitaplık oluşturur. Bu yeni oluşan genomlar, hücrelerin uygunluğunu ve hayatta kalmasını belirleyebilir. Bakterilerde, homolog ve homolog olmayan rekombinasyon türleri, nihayetinde bakterilerin değişen çevresel koşullara uyarlanabilirliğine karar veren yeni genomların evrimine yol açar.
Mayoz bölünme sırasında, tek bir hücre iki kez bölünerek orijinal kromozom sayısının yarısını içeren dört hücre ürettiğinde, HR (homolog rekombinasyon) , genler arasında geçişlere yol açar. Bu, aynı kromozomun neredeyse aynı dizilere sahip iki bölgesinin kırıldığı ve ardından farklı bir uç parçaya yeniden bağlandığı anlamına gelir. Homolog kromozomların DNA dizileri arasındaki küçük farklılıklar genin işlevini değiştirmez ancak genin aleli veya fenotipini değiştirebilir. Örneğin, bir gen saç rengi gibi bir özelliği kodlarsa, aleli belirli fenotipi, yani saçın siyah mı, sarı mı yoksa kırmızı mı olacağını belirler. İnsanlar, her bir gen konumunda, her ebeveynden birer tane olmak üzere aynı genin iki aleli içerir. Gen dönüşümü gibi rekombinasyon, genin çocuktaki formunu veya tezahürünü değiştirerek bu dağılımı değiştirir.
