A molekuláris evolúció rátája, nem túl meglepő módon, változó a különböző vonalakban. A fajok között nyilvánvalóan változóak a faktorok, amelyek a mutációk keletkezési rátáját befolyásolják, és változó az az arány is, hogy a mutációk milyen arányban válnak tényleges szubsztitúciókká. A DNS javítási (repair) folyamatainak hatékonysága befolyásolja a mutációs rátát, és a különböző fajok egész repair-rendszerek meglétében-hiányában különbözhetnek: a patkányokban és egerekben például bizonyos, az emberben jelen lévő excíziós repair rendszerek hiányoznak. Különbözhet a repair-rendszerek hatékonysága is: a DNS-t másoló enzimek drámaian különbözhetnek a pontosság (error rate) terén. A HIV genomot másoló reverz transzkriptáz tévedési rátája nagyon magas, így a vírus mutációs rátája milliószorosa az emberi gazdáénak. A mutációs ráta akár egy egyeden belül is különbözhet: az emlősöknél a mitokondriális DNS-polimerázok gyakrabban tévednek, mint a nukleáris DNS-polimerázok. A szelekció is hat a DNS-repair rátájára: Bizonyos esetekben az antibiotikumos kezelés kedvez a „mutátor” baktériumok kialakulásának, amelyeknek repair rendszerei kevésbé hatékonyak, így mutációs rátájuk magasabb, és nagyobb a valószínűsége, hogy a véletlen folytán antibiotikum rezisztensek lesznek.

Amikor a genom replikálódik, mindig fennáll a sokszor mutációhoz vezető másolási hibák kialakulásának a valószínűsége. Minden olyan tényező, amely az egységnyi időre eső DNS-replikációk számát befolyásolja, változtathatja a mutációs rátát. A rövid generációs idejű fajok, mint például az egerek molekuláris evolúciós rátái gyorsabbak, mint a lassabban szaporodó fajoké, mint pl. az emberé, egyszerűen mert genomjukat gyakrabban másolják le adott idő alatt. A kópiaszám befolyása azonban nem mindig ennyire nyilvánvaló hatással van a molekuláris evolúcióra. A molekuláris evolúció rátája azoknál a madárfajoknál, amelyekre intenzívebb szexuális szelekció hat jóval magasabb. Ennek oka az lehet, hogy az erőteljes szexuális szelekción áteső fajok hímjei általában több spermiumot termelnek, és a csíravonal sejtjei minél több osztódáson mennek át, annál több másolási hiba, így mutáció jön létre generációnként.

A populációméret befolyásolja a mutációk fixálódási rátáját. A szigeten élő fajokban több mutáció fixálódik, mint szárazföldi megfelelőikben. A baktériumok populációmérete rendszerint nagyon nagy, de az endoszimbionta baktériumok kis, elkülönült csoportokban élnek a gazda belsejében. Ezeknek a baktériumoknak sokkal kisebb a populációmérete, és magasann a szubsztitúciós rátája, mint szabadon élő rokonaiknak. Az effektív populációméret két fajnál különbözhet következetes módon, de lehetnek drámai változások is az idők folyamán, ahogy a populáció palacknyakhatáson megy át. A populációméret fluktuációja minden bizonnyal változtatja a szubsztitúciók kialakulásának mintázatát és rátáját.

Az élőlényeknek más sajátságai is befolyásolhatják molekuláris evolúciójukat. A parazita növények molekuláris evolúciós rátája gyorsabb, mint nem-parazita rokonaiké, a fajgazdagabb taxonokban is magasabb a szubsztitúciós ráta. Az eddigi eredmények alapján tehát nyilvánvaló, hogy akár közeli rokon fajok is nagyban különbözhetnek molekuláris evolúciójuk rátáját illetően. Ha a ráták variációja ennyire elterjedt, az evolúciós idő becslése a szekvenciák eltérései alapján nyilvánvalóan bonyolult feladat. Megoldást jelenthet a konstans rátájú szekvenciák kiválasztása, a vonal-specifikus ráták becslése, valamint a változó ráták figyelembevétele a filogenetikai fákban. A módszerek részletezése meghaladja jegyzetünk kereteit, így csak minimálisan szólunk maguknak a fáknak a jelentőségéről, ill. a gyakorta felhasznált génekről, kiválasztásuk szempontjairól.