早在周朝时，人们就已经清楚地认识到生物品种间存在着差异，《周礼》已经提到具有各种变异的马，如种马、戎马、道马、田马和驽马等。《尔雅》甚至记下了36个马的品种和它们的差异。王充在《论衡》中清楚地谈到了生物的变异。他在《论衡·讲瑞篇》驳斥世人对于凤凰、麒麟和嘉禾等所谓“瑞物”的迷信时指出，凤凰、麒麟和嘉禾，都不是什么特别的或神秘的生物种类，而是普通兽类或鸟类和谷类作物(禾)的变异而已。他说：“瑞物皆起和气而生，生于常类之中，而有诡异之性。”他还举了许多例子，说明生物的变异。他说：“越常献白雉，白雉，雉生而白色耳，非有白雉之种也。”这意思是说，白雉，犹如常雉，并非特别的种类，只是毛色变白而已。对被称为“瑞物”的嘉禾，王充认为仍是在普通禾谷穗上所产生的变异。他说：“嘉禾生于禾中，与禾异穗。”这明确指出所谓“嘉禾”乃是从普通的禾中衍生出来的，它与普通禾谷相比，只是在穗方面有差异。在我国历代古籍中，关于谷类作物分枝变异的有关发现的记载屡见不鲜。例如根据《后汉书·光武本纪》记载，西汉建平元年(公元前6年)在济阳(今山东省峄县)发现有嘉禾，一茎九穗。又如据《梁书·武帝本纪》记载梁天监四年(公元505年)五月，在建康县朔阴里(江苏江宁县南)，发现有嘉禾一茎12穗。这种例子，真是举不胜举。可见古人对稻麦等谷类作物的分枝变异，是有深刻印象的。
在历代的文献中，关于生物变异的记载是很多的。贾思勰在《齐民要术·种谷》中说：“凡谷成熟有早晚，苗秆有高下，收实有多少，质性有强弱，米味有美恶，粒实有息耗。”贾思勰不仅指出谷物的成熟期差异，而且指出了其他各种性状的变异。宋朝蔡襄在《荔枝谱》(公元1059年)一书中指出：“荔枝以甘为味，虽有百千树，莫有同者。”刘蒙在《菊谱》(公元1104年)里曾描述了菊花的35个品种。在谈到菊花的变异时，他说：“花大者为甘菊，花小而苦者为野菊，若种园蔬肥沃之处，复同一体，是小可变为大也，苦可变为甘也。如是，则单叶变而为千叶，亦有之也。”明代宋应星在《天工开物》中说：“粱粟种类甚多，相去数百里，则色味形质随之而变，大同小异，千百其名。”这些都充分反映了古人对生物变异的普遍性有一定的认识。“大同小异”正确地反映了自然界中生物变异的总情况，亲本的后代既像亲本，又跟亲本有所差异。“相去数百里。则色味形质随之而变”，可见宋应星还认为生物的变异与生物之生活环境变化有着密切的联系。
古代人民在生产实践中，经常发现环境变化导致生物发生变异的情况。贾思勰在《齐民要术》中谈到种蒜时，指出，在垄底上放小瓦，将独瓣蒜放在瓦片上，再盖上土。这样长成的蒜头，形状很特别，扁阔而大。对此贾思勰十分惊奇，说此“亦足以为异”。贾思勰还谈到这样的事实。说当时山西(并州)没有大蒜，人们都得到河南(朝歌)去取蒜种。可是取来蒜种种了一年，却又成了百子蒜，蒜瓣很小。相反，山西的芜菁根却有碗口那么大，即使是从别的地方取来的芜菁种子，只要种下一年，也都会变大。贾思勰感叹道：“大蒜瓣变小，芜菁根变大，二事相反，其理难推。”还有，山西产的豌豆，种到井陉口以东，山东产的谷子，种到山西壶关上党，便都徒长而不结实。贾思勰说，这些都并非是听信传说，而是他“目所亲见”的。最后他总结说，总之，这些都是因为土地条件的不同造成的。历代农学家和园艺家，几乎都有相同的看法。
宋代沈括在《梦溪笔谈》中说：“诸越则桃李冬实，朔漠则桃李夏荣，此地气然也。”元代王祯《农书》说：“凡物之种各有所宜，故宜于冀、兖者，不可以青、徐论，宜于荆、扬者，不可以雍、豫论……谷之为品不一，风土各有所宜。”古人看到，生物在不同的环境中会出现变异，所以不同的环境，有与之相适应的生物，这都是正确的。
变异有遗传的变异，也有不遗传的变异。早在汉代人们就认识到了有些变异是不遗传的。王充就指出，所谓“嘉禾”就是不遗传的变异。他说“试种嘉禾之实，不能得嘉禾”，可见他是作了试验的。
人们在实践中，也发现了许多变异是可遗传的。宋代欧阳修在《洛阳牡丹记》中提到了许多牡丹突变的例子，并指出，这些变异是可遗传的。