Kendiliğinden mutasyon, mutajenezin doğrudan nedeni belirlenemediğinde doğal koşullarda meydana gelen bir mutasyondur.
Organizmaların hücrelerinde, mutajenik faktörlere maruz kalmadan bile sürekli olarak kendiliğinden mutasyonlar meydana gelir. Bunlar, DNA replikasyonu sırasındaki hataların, DNA onarım enzimlerinin işleyişindeki hataların, nükleotidlerin kendiliğinden kimyasal dönüşümlerinin ve hücrede doğal olarak meydana gelen diğer süreçlerin bir sonucudur.
Kendiliğinden mutasyonların görülme sıklığı genellikle çok düşüktür; nesil başına gen başına 10^{ -5}-10^{ -8} civarındadır. Ancak bir organizmanın genomunun toplamında spontan mutasyonlar, popülasyonlardaki özelliklerin değişkenliğine önemli katkı sağlar.
Spontan mutasyonların çoğu organizma için öldürücü veya nötrdür. Daha az sıklıkla yeni yararlı özelliklerin ortaya çıkmasına yol açarlar. Bununla birlikte, kendiliğinden mutajenez, doğal popülasyonlardaki genetik çeşitliliğin ana kaynağı ve evrimde önemli bir faktör olarak kabul edilir.