明代著作中有许多关于遗传变异的记载，如“凡稻旬日失水，则死期至，幻出旱稻一种，粳而不粘者，即高山可插，又一异也”。就是说，水稻在环境失水的条件下会大部分枯死（被淘汰），但可能出现仍能生存下去的突变植株。通过这种方式选择的植株，显著地改变了需水的特性，从而得到适应旱地种植的旱稻品种。夏之臣在《亳州牡丹述》中写道：“牡丹其种类异者，其种子之忽变者也。”说明牡丹变种多的原因主要在于种子突变把各种类型保存下来。虽然由于时代的局限，夏之臣不可能像本世纪初的卡尔任斯基和德·弗里那样，对不同植物通过实验研究提出完整的突变理论，但是“忽变”实质上就是“突变”，他能用忽变去解释牡丹种类的差异，这是十分难能可贵的。
有意识地利用生物界普遍存在的遗传变异现象，进行人工选择，以培育出各种优良品种，是近世人们广泛称道的重要成就。例如，对金鱼的选育，当时已采用隔离饲养，逐日淘汰等手段来选择培育人们所需的尤其是新奇名贵的品种。张丑（张谦德）《珠砂鱼谱》（1596）记载：“蓄类贵广，而选择贵精，须每年夏间市取数千头，分数十缸饲养，逐日去其不佳者，百存一二，并作两三缸蓄之，加意爱养，自然奇品悉备。正是通过这类方法进行长期选择，才培育出世界闻名的形形色色的中国金鱼。宋应星谈到蚕种时说：“凡蚕有早、晚二种”，“今寒家有将早雄配晚雌者，幻出嘉种，此一异也”。说明他已认识到品种之间可以转化，将早种雄蚕与晚种雌蚕配种，也就是用人工选择和种间杂交的方法可以产生优良品种。这也是利用杂交优势的一个突出事例。