Geneettinen monimuotoisuus on saman lajin populaatiossa esiintyvien perinnöllisten ominaisuuksien vaihtelu. Sillä on tärkeä rooli evoluutiossa, sillä se antaa lajin sopeutua uuteen ympäristöön ja torjua loisia. Sitä sovelletaan kotieläiminä pidettyihin lajeihin, joiden monimuotoisuus on tyypillisesti vähäistä. Ihmisten geneettisen monimuotoisuuden tutkiminen voi auttaa tutkijoita muodostamaan teorioita ihmisen alkuperästä.
Elävät olennot sisältävät soluissaan perusohjeita tai piirustuksia omaa kehitystään varten. Monet näistä ohjeista, joita kutsutaan geeneiksi, johtavat fyysisiin ominaisuuksiin, jotka vaikuttavat tapaan, jolla organismit ovat vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa. Tällaisten ominaisuuksien vaihtelut saman lajin sisällä aiheuttavat geneettistä monimuotoisuutta. Jotta laji sopeutuisi jatkuvasti muuttuvaan ekosysteemiin, sen on oltava huomattavan vaihtelevaa. Ne yksilöt, joilla on suotuisat ominaisuudet, jatkavat lisääntymistä, kun taas ne, joilla ei ole taipumusta siirtää ominaisuuksiaan monille jälkeläisille.
Kotieläimillä on usein alhainen geneettinen monimuotoisuus. Tämä johtuu viljelykasvien ja eläinten keinotekoisesta valinnasta tai suosituimmasta jalostuksesta ihmisten mielestä parempien ominaisuuksien vuoksi. Vaikka tällä voi olla myönteisiä lyhyen aikavälin tuloksia, kuten runsaampi sato, kesytettyjen lajien vähäinen monimuotoisuus aiheuttaa riskejä. Äskettäin kehittynyt virus- tai bakteeriketju voi tunkeutua lähes identtisten organismien populaatioon erittäin nopeasti. Suoja, jota monimuotoisuus yleensä tarjoaa luonnonvaraisille populaatioille, menetetään tässä skenaariossa.
Irlantilaisen perunanälän vuosien 1845 ja 1852 välillä aiheutti loinen, joka tunkeutui suureen joukkoon lähes identtisiä perunoita. Loinen oli vesimuotti nimeltä Phytophthora infestans. Tämä nälänhätä sai Irlannin väestön, joka oli laajalti riippuvainen perunoista elintarvikkeissa, vähentynyt 20–25 prosenttia.
Ihmisen geneettinen monimuotoisuus vaihtelee tyypillisesti populaation maantieteellisen sijainnin mukaan. Tämä on johtanut biologien ja antropologien tutkimaan näitä monimuotoisuustasoja pyrkiäkseen ymmärtämään ihmisen alkuperää. Esimerkiksi Afrikassa geneettisen monimuotoisuuden on havaittu olevan korkeampi kuin monilla maailman alueilla. Tutkijat ovat kehittäneet tämän alkuperän perusteella malleja ihmisen alkuperästä. Tuore Afrikan ulkopuolinen malli, joka viittaa siihen, että nykyajan ihmisillä on yhteinen alkuperä Afrikasta, on yksi tällainen esimerkki.
Biologisella monimuotoisuudella tarkoitetaan ekosysteemin kaikkien elävien olentojen vaihtelua. Biologisen monimuotoisuuden merkitys ekosysteemille on samanlainen kuin geneettisen monimuotoisuuden merkitys väestölle. Molemmat monimuotoisuuden muodot edistävät suuremman järjestelmän terveyttä ja kestävyyttä. Kun nämä monimuotoisuuden tasot vähenevät, molemmat järjestelmät eivät kykene sopeutumaan muuttuvaan ympäristöön.