الطفرات الجينية هي تغييرات عشوائية في تسلسل الحمض النووي (DNA) التي تحدث في الخلايا الحية. يمكن أن يحدث ذلك في الأحياء البحرية بنفس الطريقة التي يحدث بها في الأحياء البرية. ومع ذلك، فإن العوامل المحفزة للطفرات الجينية في الأحياء البحرية قد تختلف قليلاً عن تلك التي تؤثر على الأحياء البرية.
على سبيل المثال، قد تؤثر الملوثات البيئية، مثل الزئبق والنفط، على حدوث الطفرات الجينية في الأحياء البحرية. كما أن تغيرات ظروف المياه مثل درجة الحرارة والملوحة قد تؤثر على تكرار أخطاء النسخ التلقائي للحمض النووي، مما يؤدي أيضاً إلى حدوث الطفرات الجينية.
الطفرات الجينية يمكن أن تؤدي إلى تغييرات في صفات الأحياء، وهذه التغييرات يمكن أن تؤدي إلى تطور وتكييف الكائنات الحية للبيئات المختلفة. في الأحياء البحرية، قد تتحول بعض الصفات الجديدة إلى ميزات تنافسية تجعل الكائنات الحية أكثر قدرة على النجاة في بيئة محددة.