Gen duplikasyonu (veya kromozom duplikasyonu veya gen amplifikasyonu veya gen ikilenmesi), içinde bir gen bulunan bir DNA bölgesinin herhangi şekilde ikilenmesidir; homolog rekombinasyon sırasında bir hata sonucu, retrotranspozisyon olayı veya tüm bir kromozomun ikilenmesi sonucu meydana gelebilir. Genin kopyası selektif baskıdan yoksun olduğu için, ondaki mutasyonların organizma üzerinde zararlı etkisi olmaz. Dolayısıyla, organizmanın nesilleri boyunca, işlevsel tek kopyalı bir gene kıyasla daha hızlı mutasyona uğrar.
İkilenmenin meydana gelme mekanizmalarından biri hatalı rekombinasyondur. Bu durumda ikilenme ve silinme (delesyonun) beraber meydana gelir. Mayoz bölünme sırasında homolog kromozomların hatalı hizalanması sonucu eşitsiz krosover olarak adlandırılan bir olay olur. Bu rekombinasyonun sonucu, değişim yerindeki kromozomlardan birinde bir ikilenme, öbüründe ise bir delesyon oluşur.