Основні генетичні характеристики популяції: постійна спадкова гетерогенність, внутрішня генетична єдність і динамічна рівновага окремих генотипів (алелей). Ці особливості визначають організацію популяції як елементарної одиниці еволюції.
Генетична гетерогенність популяцій підтримується за рахунок мутацій, а при статевому розмноженні – також шляхом рекомбінації під час схрещування. Як засвідчили дослідження рекомбінації спадкових ознак дають практично необмежені можливості для створення генетичної різноманітності в популяціях. Гетерогенність популяцій забезпечує існування «мобілізаційного резерву» спадкової мінливості. Незважаючи на гетерогенність особин, загалом популяція є складною генетичною системою , що перебуває в стані динамічної рівноваги. Схрещування особин в середині популяції поступово призводить до заниження її життєздатності внаслідок їх гомозиготизації. Лише в природній популяції при достатній кількості генетично різноякісних партнерів для схрещування можливе підтримання рівня генетичної різноякісності всієї системи. В еволюційному процесі найменшою неподільною одиницею є популяція, яка характеризується морфологічною, екологічною та генетичною єдністю особин, що належать до її складу. Популяція є ареною еволюційного процесу, на якій відбувається елементарне еволюційне явище – зміна її генетичного складу.