Trzy podstawowe operacje, wykonywane na osobnikach (chromosomach) z populacji to:
Selekcja polega na wyborze z bieżącej populacji najlepiej przystosowanych osobników, których materiał genetyczny zostanie poddany operacji krzyżowania i przekazany osobnikom następnej populacji. Kryterium wyboru jest tu wartość funkcji przystosowania.
Krzyżowanie polega na wymianie materiału genetycznego pomiędzy losowo dobranymi parami osobników wybranych podczas selekcji. W wyniku krzyżowania powstają nowe chromosomy, które wejdą w skład kolejnej populacji (pokolenia). Okazuje się, ze chromosomy powstałe w wyniku krzyżowania często są lepiej przystosowane (maja większą wartość funkcji przystosowania) niż ich „rodzice”.
Mutacja (zachodząca zwykle z niewielkim prawdopodobieństwem) polega na zmianie wartości losowo wybranego genu. Zadaniem operatora mutacji jest zapewnienie zmienności chromosomów (np. niedopuszczenie do powstania całej populacji identycznych osobników) i tym samym stworzenie możliwości wyjścia procedury optymalizacjiz maksimów lokalnych funkcji przystosowania.
