由于自然界中诱变剂的作用或DNA复制、转录、修复时偶然出现的碱基配对错误所产生的突变称为自发突变。人类单基因病大都是自发突变的结果。自发突变产生的频率（突变率）一般很低。自发突变的频率一般较低。但一些微生物存在增变基因。则具有相当高的自发突变频率。微生物发生自发突变的原因可能是由于一些不明的低剂量诱变剂长期综合作用的结果。这些诱变剂可能是自然环境中普遍存在的诱变物质或微生物自身代谢过程中产生的诱变物（如过氧化氢等），或宇宙空间的各种射线等。同时，DNA复制过程中由于碱基的互变异构效应也是导致自发突变的原因。