Những hoá chất dùng để tạo đột biến gen khi vào tế bào chúng tác động trực tiếp lên phân tử ADN gây ra hiện tượng thay thế cặp nuclêôtit này bằng cặp nuclêôtit khác : gây ra mất hoặc thêm cặp nuclêôtit.
Có những loại hoá chất chi tác động đến một loại nuclêôtit xác định. Điều này hứa hẹn khá năng chù động gây ra các loại đột biến mong muốn.
Ngày nay, người ta đã phát hiện được những hoá chất có hiệu qua gây đột biển vượt cả các tác nhân vật lí, được gọi là siêu tác nhân đột biển như : êtyl mêtan sunphônat (EMS), nitrôzô mêtyl urê (NMU), nitrôzô êtyl urê (NEU)...
Để gây đột biến bằng tác nhân hoá học ở cây trồng, người ta có thể ngâm hạt khô hay hạt nảy mầm ờ thời điểm nhất định trong dung dịch hoá chất có nồng độ thích hợp ; tiêm dung dịch vào bầu nhuỵ ; quấn bông có tầm dung dịch hoá chất vào đỉnh sinh trưởng của thân hoặc chồi. Đối với vật nuôi, có thể cho hoá chất tác dụng lên tinh hoàn hoặc buồng trứng.
Người ta thường dùng dung dịch cônsixin đế tạo thể đa bội. Khi thấm vào mô đang phân bào, cônsixin cản trở sự hình thành thoi phân bào làm cho NST không phân li.
Các hoá chất gây đột biến đều có tính độc cao, nguy hiểm đối với neười sữ dụng nên khi dùng cần đeo khẩu trang và mang găng tay cao su, mặc quần áo bão hộ lao động...