Спонтанна мутация е мутация, която възниква в естествени условия, когато не е установена пряката причина за мутагенезата.
Спонтанни мутации възникват в клетките на организмите постоянно, дори без излагане на мутагенни фактори. Те са следствие от грешки по време на репликацията на ДНК, грешки във функционирането на ензимите за възстановяване на ДНК, спонтанни химични трансформации на нуклеотиди и други процеси, протичащи естествено в клетката.
Честотата на спонтанните мутации обикновено е много ниска, от порядъка на 10^{ -5}-10^{ -8} на ген на поколение. Въпреки това, в сбора на генома на даден организъм, спонтанните мутации имат значителен принос за променливостта на чертите в популациите.
Повечето спонтанни мутации са летални или неутрални за организма. По-рядко водят до появата на нови полезни черти. Спонтанната мутагенеза обаче се счита за основен източник на генетична вариация в естествените популации и важен фактор в еволюцията.