诱变育种和其他方法相比较，人工诱变能提高突变频率和扩大变异谱，具有速度快、方法简便等优点，是当前菌种选育的一种主要方法，在生产中使用得十分普遍。但是诱发突变随机性大，因此诱发突变必须与大规模的筛选工作相配合才能收到良好的效果。如果筛选方法得当，也有可能定向地获得好的变异株。
诱变育种的主要环节是：① 以合适的诱变剂处理大量而均匀分散的微生物细胞悬浮液(细胞或孢子)，以引起绝大多数细胞致死的同时，使存活个体中DNA碱基变异频率大幅度提高；② 用合适的方法淘汰负变异株，选出极少数性能优良的正变异株，以达到培育优良菌株的目的。诱变育种的程序如图4-1所示。
⒈ 出发菌株的选择
工业上用来进行诱变处理的菌株，称为出发菌株(parent strain)。在许多情况下，微生物的遗传物质具有抗诱变性，这类遗传性质稳定的菌株用来生产是有益的，但作为诱变育种材料是不适宜的。出发菌株通常有三种：① 从自然界分离得到的野生型菌株；② 通过生产选育，即由自发突变经筛选得到的高产菌株；③ 已经诱变过的菌株，这类菌株作为出发菌株较为复杂。一般认为诱变获得高产菌株，再诱变易产生负突变，再度提高产量比较困难。采用连续诱变的方法，在每次诱变之后选出3～5株较好的菌株继续诱变，如果遇到高产菌株再诱变进一步提高产量效果不佳时，可以先行杂交，再作为诱变的出发菌株，这样有可能收到比较好的效果。
⒉ 菌悬液的制备
采用生理状态一致(用选择法或诱导法使微生物同步生长)的单细胞或孢子进行诱变处理，这样不但能均匀地接触诱变剂，还可减少分离现象的发生。处理前细胞尽可能达到同步生长状态，细胞悬液经玻璃珠振荡打散，并用脱脂棉或滤纸过滤，以达到单细胞状态。
一般处理细菌的营养细胞，采用生长旺盛的对数期，其变异率较高且重现性好。霉菌的菌株一般是多核的，因此对霉菌都用孢子悬浮液进行诱变，对放线菌一般也如此。但孢子生理活性处于休眠状态，诱变时不及营养细胞好，因此最好采用刚刚成熟时的孢子，其变异率高。或在处理前将孢子培养数小时，使其脱离静止状态，则诱变率也会增加。
一般处理真菌的孢子或酵母时，其菌悬液的浓度大约为106个／mL，细菌和放线菌的孢子的浓度大约为108个／mL。
⒊ 前培养
诱变处理前，将细胞在添加嘌呤、嘧啶等碱基或酵母膏的培养基中培养20～60 min，再进行诱变处理，则变异率可大幅度提高。
⒋ 诱变
能诱发基因突变并使突变率提高到超过自然突变水平的物理化学因子都称为诱变剂。可分为物理诱变剂和化学诱变剂两大类。
⒌ 变异菌株的分离和筛选
通过诱变处理，在微生物群体中出现各种突变型的个体，但其中多数是负突变体。为在短时间内获得好的效果，应采用效率较高的筛选方案或筛选方法。实际工作中，一般分初筛和复筛两阶段进行，前者以量为主，后者以质为主。