Коллекция дыни во Всероссийском НИИ растениеводства имени Н. И. Вавилова представлена 4,5 тыс. образцов из 46 стран. Возделывание дыни в различных эколого-географических зонах привело к большому разнообразию форм в пределах вида.
Среди дикорастущих, полукультурных и особенно культурных форм дыни наблюдается большое разнообразие по количественным (длина вегетационного периода, степень устойчивости к болезням, процент содержания сахара в мякоти плода, размер плода и др.), качественным (форма плода, окраска коры и мякоти, рисунок коры, характер поверхности, характер сетки) и другим признакам. Экологическая изменчивость дыни связана с размещением форм в различных эколого-географических условиях.
Сложились экологические группы, различающиеся по морфологическим, биологическим и хозяйственным признакам. Наиболее изменчивым оказался вегетационный период. На основании отборов были созданы скоро-, средне — и позднеспелые формы дыни. Большой изменчивостью отличался и плод дыни. В пределах вида он варьирует по величине (от 40 г до 40 кг), характеру поверхности, окраске плода и мякоти, типу сетки, толщине и консистенции мякоти, величине семенного гнезда. Значительно изменяется и химический состав по содержанию Сахаров и витаминов. Меньшей изменчивости подвергаются морфологические признаки: длина плетей, характер и окраска листьев и особенно семена (размер, форма, окраска). Растения дыни длинно-плетистые, но найдены формы короткоплетистые и кустовые. Листья гладкие, но имеются у образцов китайского происхождения и гофрированные. Обнаружены мутанты с рассеченной пластинкой листьев, а также желто-зеленым листом (Nugent, Hoffman, 1974). Внутривидовая эколого-географическая группировка характеризует изменчивость и представляет интерес для выяснения адаптивных признаков в разных условиях среды.
Искусственный мутагенез у дыни мало исследован. Спонтанных мутантов, которые собраны в коллекции ВИР, тоже мало.