在不处于哈代 – 温伯格原理平衡的群体中，等位基因的频率随时间而变化。因此，与哈代 – 温伯格原理平衡的五个条件的任何偏差都可以改变给定群体的遗传变异。改变群体遗传变异性的条件包括突变，自然选择，非随机交配，基因流和遗传漂变（小群体大小）。
基因变异的原始来源是突变，即DNA核苷酸序列的变化。突变产生新的等位基因，增加遗传变异性。大多数突变不会对生物体的健康或功能造成重大改变。然而，如果突变降低了存活的机会，生物体可能在繁殖前死亡。因此，这些有害的突变很可能被自然选择所消除。
自然种群中的个体也可以根据某些特征选择配偶，因此不会随机繁殖。在这种情况下，在种群中，被选择反对的性状的等位基因将变得不那么频繁。
此外，由于迁移，种群可以经历基因流动，即等位基因进出基因库的转移。在大多数狒狒物种中都观察到基因流动的典型例子。雌性狒狒最常与群中占优势的雄性狒狒交配。幼年的雄性狒狒几乎总是离开他们的出生队伍，可能避免近亲繁殖，加入一个新的队伍，在那里他们可能把他们的基因传递给后代。
在遗传漂变中，偶然事件改变了群体的等位基因频率。严重的干扰，如自然灾害，可能会大大减少种群数量，从而减少遗传变异。所产生的基因库的组成是随机选择的（也就是说，通过个体的基因组成不确定是否能在干扰中存活）。这种遗传多样性的降低被称为遗传瓶颈。
有时，由于城市发展或其它事件，人口可能会分散成更小的人口。一个新的群体是由原始群体中的一小群成员开始的，而一个先前罕见的等位基因可能相对频繁。这种对基因频率的影响被称为奠基人效应。
遗传变异是进化的基础。只有当群体中存在多种形式的基因（等位基因）时，才能进行自然选择，这些等位基因在当前条件下具有适宜性优势。另一方面，遗传变异的丧失会对种群产生不利影响。如果基因库中没有在环境变化时促进生存和繁殖的基因变体，那么种群就无法适应，可能会消失。这些负面影响在较小的群体中更为明显，因为基因库一开始就较小。因此，较小的人口更容易受到随机事件的影响。保护工作通常侧重于通过在小种群和濒危种群中对个体进行选择性繁殖来增加遗传变异性。
