Doğada da birçok kaynaktan maruz kaldığımız radyasyon, üzerinde en çok çalışılmış mutajenlerden birisidir. Doğal radyasyon kaynaklarından başlıcaları; uzaydan gelen kozmik ışınlar, radon gazı, toprak ve kayalarda bulunan doğal radyoaktif maddelerin salınımıdır. İnsan eliyle üretilen radyasyonlardan başlıcaları ise; röntgen çekiminde kullanılan X ışınları, bilgisayar ve televizyon ekranından yayılan ışınlardır. Radyasyonun mutasyonu uyarabilmesi için iyonize edici olması gerekmektedir. İyonize edici gücü ne kadar yüksekse hücreye ve DNA’ya verdiği zarar da o kadar yüksek olmaktadır. Bu kurala sadece UV (ultraviyole) radyasyon uymamaktadır ve iyonize edici olmamasına rağmen mutasyona neden olmaktadır. Özellikle UV radyasyonunun en büyük etkisi timin bazları arasında dimerler oluşturmasıdır. Ayrıca çok daha az sıklıkla da olsa sitozin-sitozin veya sitozin-timin arasında da dimerler oluşabilmektedir. Spontan mutasyonlara sebep olan bir diğer etken de çift sarmal DNA molekülündeki azotlu bazlardan birisinin kendiliğinden kaybedilmesiyle oluşan apürinik veya apirimidinik bölgelerdir.