Genfrequenzen können sich durch einen Prozess des reinen Zufalls, der als genetische Drift bekannt ist, von einer Generation zur anderen ändern. Dies geschieht, weil die Anzahl der Individuen in jeder Population begrenzt ist und sich daher die Häufigkeit eines Gens in der folgenden Generation durch Stichprobenunfälle ändern kann, so wie es möglich ist, mehr oder weniger als 50 „Köpfe“ in 100 Würfen einer Münze zu erhalten einfach durch Zufall.,
Die Größe der Genfrequenzänderungen aufgrund der genetischen Drift hängt umgekehrt von der Größe der Population ab—je größer die Anzahl der sich reproduzierenden Individuen ist, desto geringer sind die Auswirkungen der genetischen Drift. Diese umgekehrte Beziehung zwischen Stichprobengröße und Größe der Stichprobenfehler kann veranschaulicht werden, indem erneut auf das Werfen einer Münze Bezug genommen wird. Wenn ein Penny zweimal geworfen wird, sind zwei Köpfe nicht überraschend. Aber es wird überraschend und verdächtig sein, wenn 20 alle Köpfe werfen. Der Anteil der Köpfe, die in einer Reihe von Würfen erhalten werden, nähert sich näher an 0.,5 wenn die Anzahl der Würfe größer wird.
Die Beziehung ist in Populationen gleich, obwohl der wichtige Wert hier nicht die tatsächliche Anzahl von Individuen in der Population ist, sondern die „effektive“ Populationsgröße. Dies ist die Anzahl der Individuen, die Nachkommen produzieren, da nur reproduzierende Individuen ihre Gene an die folgende Generation übertragen. Es ist nicht ungewöhnlich, dass sowohl bei Pflanzen als auch bei Tieren einige Individuen eine große Anzahl von Nachkommen haben, während andere keine haben., Bei Seehunden, Antilopen, Pavianen und vielen anderen Säugetieren kann beispielsweise ein dominantes Männchen einen großen Harem von Weibchen auf Kosten vieler anderer Männchen halten, die keine Partner finden können. Es kommt häufig vor, dass die effektive Bevölkerungsgröße wesentlich kleiner ist als die Anzahl der Individuen in einer Generation.
Die Auswirkungen der genetischen Drift bei der Veränderung der Genfrequenzen von einer Generation zur nächsten sind in den meisten natürlichen Populationen, die im Allgemeinen aus Tausenden von sich reproduzierenden Individuen bestehen, recht gering. Die Auswirkungen über viele Generationen sind wichtiger., In Ermangelung anderer Veränderungsprozesse (wie natürlicher Selektion und Mutation) würden Populationen schließlich fixiert und hätten nach der allmählichen Beseitigung aller anderen ein Allel an jedem Ort. Mit genetischer Drift als einzige Kraft im Betrieb wäre die Wahrscheinlichkeit, dass ein gegebenes Allel schließlich eine Frequenz von 1 erreicht, genau die Frequenz des Allels—das heißt, ein Allel mit einer Frequenz von 0,8 hätte eine 80-prozentige Chance, letztendlich das einzige in der Bevölkerung vorhandene Allel zu werden., Der Prozess würde jedoch lange dauern, da sich Steigerungen und Abnahmen mit gleicher Wahrscheinlichkeit abwechseln dürften. Wichtiger ist, dass natürliche Selektion und andere Prozesse die Genfrequenzen auf eine Weise verändern, die nicht vom reinen Zufall bestimmt wird, so dass kein Allel die Möglichkeit hat, als Folge der genetischen Drift allein fixiert zu werden.
Genetische Drift kann wichtige evolutionäre Folgen haben, wenn eine neue Population nur von wenigen Individuen gebildet wird—ein Phänomen, das als Gründerprinzip bekannt ist., Inseln, Seen und andere isolierte ökologische Stätten werden oft von einem oder sehr wenigen Samen oder Tieren einer Art besiedelt, die dort passiv durch Wind, im Fell größerer Tiere oder auf andere Weise transportiert werden. Die Allelfrequenzen, die in diesen wenigen Kolonisatoren vorhanden sind, unterscheiden sich wahrscheinlich an vielen Orten von denen in der Bevölkerung, die sie verlassen haben, und diese Unterschiede haben einen dauerhaften Einfluss auf die Entwicklung der neuen Bevölkerung., Das Gründungsprinzip ist ein Grund dafür, dass Arten auf benachbarten Inseln, wie sie im hawaiianischen Archipel vorkommen, oft heterogener sind als Arten in vergleichbaren kontinentalen Gebieten nebeneinander.
Klimatische oder sonstige Bedingungen können, wenn sie ungünstig sind, gelegentlich die Anzahl der Individuen in einer Population drastisch reduzieren und sogar mit dem Aussterben drohen. Solche gelegentlichen Kürzungen werden als Bevölkerungsengpässe bezeichnet., Die Populationen können später ihre typische Größe wiedererlangen, aber die Allelfrequenzen können erheblich verändert worden sein und dadurch die zukünftige Entwicklung der Art beeinflussen. Engpässe sind bei relativ großen Tieren und Pflanzen wahrscheinlicher als bei kleineren, da Populationen großer Organismen typischerweise aus weniger Individuen bestehen. Primitive menschliche Populationen der Vergangenheit wurden in viele kleine Stämme unterteilt, die immer wieder durch Krankheit, Krieg und andere Katastrophen dezimiert wurden., Unterschiede zwischen aktuellen menschlichen Populationen in den Allelfrequenzen vieler Gene—wie sie die ABO und andere Blutgruppen bestimmen—können zumindest teilweise als Folge von Engpässen in Ahnenpopulationen entstanden sein. Anhaltende Populationsengpässe können die gesamte genetische Variation so stark reduzieren, dass sie die zukünftige Evolution verändern und das Überleben der Art gefährden. Ein gut authentifizierter Fall ist der des Geparden, bei dem unter den vielen untersuchten Genloci-Scores keinerlei allelische Variation gefunden wurde.