Geenivirtaus on alleelien, tiettyjä piirteitä koodaavan geenin eri muotojen, siirto yksilöiden eri populaatioiden välillä. Tämä voi joissain tapauksissa lisätä geneettistä monimuotoisuutta ja vähentää sitä toisissa olosuhteista riippuen. Joissakin tapauksissa sitä esiintyy sekä saman lajin populaatioissa että eri lajien populaatioissa. Lajien välinen geenisiirto on harvinaisempaa, ja sitä havaitaan yleensä bakteereilla, joilla on kyky siirtää geenejä lajien välillä käyttämällä erityisiä proteiineja, joita kutsutaan plasmideiksi.
Yksinkertaisessa esimerkissä geenivirrasta luonnonvaraisten kukkien populaatiot viljellyn alueen kummallakin puolella erotetaan toisistaan etäisyydellä, ja ne saattavat alkaa kehittää hieman erilaisia piirteitä, kuten violetteja ja sinisiä kukkia. Hyönteiset, eläimet tai maatalouslaitteet voivat kuljettaa siitepölyä puolelta toiselle ja tuoda uusia alleeleja väestölle. Violetit kukat saattavat kehittää enemmän sinisiä yksilöitä ja päinvastoin.
Eläinpopulaatiot kokevat usein geenivirtausta muuttoliikkeen seurauksena. Tämä näkyy selvästi ihmispopulaatioissa. Esimerkiksi Yhdysvalloissa sekarotuiset ihmiset, joilla on alleeleja useista alkuperistä, korostavat maahanmuuttajien roolia maan historiassa. Muuttoliikkeen ei tarvitse olla pysyvää, jotta sillä olisi geneettinen vaikutus, kunhan matkustajilla on tarpeeksi aikaa lisääntyä asukkaiden kanssa ja jättää geneettinen perintö taakse.
Jotkut geenivirran muodot lisäävät biologista monimuotoisuutta. Ne tuovat väestöön uusia piirteitä, jotka voivat lisätä kestävyyttä ja vaihtelua. Muissa tapauksissa ne voivat rajoittaa luonnollista vaihtelua. Hallitseva piirre voisi nopeasti tuhota hauraamman taantuman, esimerkiksi pienellä, eristetyllä populaatiolla. Ajan myötä hieman erilaiset populaatiot voivat muuttua luonteeltaan homogeenisemmiksi ilman erillisiä piirteitä.
Tämä voi olla huolestuttavaa syrjäisillä saarilla ja muilla eristetyillä alueilla sijaitsevilla kasvi- ja eläinpopulaatioilla. Nämä voivat alkaa spesifioitua jakautumalla populaatioihin, joilla on selkeitä ja selkeitä eroja. Jos toisesta lähteestä peräisin olevaa geneettistä materiaalia lisätään, nämä erot voidaan poistaa ja ympäristössä kehitetyt ainutlaatuiset piirteet voivat kadota. Ekologit, jotka työskentelevät herkässä ympäristössä, toteuttavat varotoimia välttääkseen ei -toivotun geneettisen materiaalin tuomisen kenttätyöhönsä.
Tämän ilmiön nettovaikutus voi riippua geeneistä ja populaatiosta. Joskus tuoreet alleelien infuusiot geenivirran kautta ovat elintärkeitä eloonjäämisen kannalta, kuten nähdään Ashkenazin juutalaisväestössä, jossa monilla ihmisillä on vaarallisia geneettisiä piirteitä historiallisesti eristyneen kulttuurin seurauksena. Avioliitto muiden alueiden ihmisten kanssa voi vähentää kahden kantajan välisen avioliiton riskiä, joka voi johtaa lapseen, jolla on geneettinen häiriö.