Testowanie mutacyjne polega na wprowadzaniu do programu tzw. mutacji, czyli drobnych zmian w kodzie. Mutacje są definiowane za pomocą tzw. operatorów mutacyjnych, czyli zestawów reguł przekształcających składnię kodu źródłowego. Następnie zmodyfikowane programy, zwane mutantami, uruchamia się za pomocą posiadanych przypadków testowych i sprawdza, czy testy wykryły daną zmianę.