基因工程，俗称分子克隆或基因克隆，指人工将核酸分子在试管中重组后，植入病毒、细菌质粒或者其他载体系统，随后重组分子与宿主结合，在宿主体内继续繁殖。由于这些分子的构建涉及使用生化手段产生的新遗传组合，这一过程也被为转基因。

基因工程技术包括细胞融合和DNA（RNA）重组（基因剪切）。细胞融合时，首先用酶剥除精子和卵细胞的坚硬外膜，随后在化学物质或病毒的作用下，脆弱的细胞混合并结合在一起。结果可能是由两个物种创造出一种新的生命形式。DNA重组技术指的是将生物体的特定遗传物质转移到另一个生物体。这个过程需要用到：细菌质粒（细菌染色体之外的小型环状DNA）、酶（例如限制性内切酶，这种酶可切割DNA链）、反转录酶（可从RNA链合成DNA链）、DNA连接酶（可将DNA链连接在一起）以及聚合酶（能够用单链引物分子得到双链DNA分子）。

首先要将适当的DNA链分离并断开。随后切开质粒DNA，将其与目标DNA片段混合，再导入细菌细胞。现在，这些杂种质粒已经与宿主细胞混合形成转化细胞。由于只有部分转化细胞能表现出目标特征或基因活性，所以它们要分开培养，独立生长。利用这一方法，人们已经成功生产出大量用于生物技术产业的激素，如胰岛素。转化动物或植物的细胞要困难得多。然而，使植物具有抗病性或使动物体形更大的技术还是存在的。由于基因工程干扰遗传过程，而且更改了人类遗传结构，人们不禁对伴随的伦理问题、创造细菌形式可能导致的健康与生态后果等感到担忧。以下为基因工程在各领域的一些应用：

农业——农作物产量更高，抗病抗旱能力显著增强；防止作物低温受损的细菌喷雾；通过改变动物性状，改良牲畜。

工业——使用细菌将废旧报纸和木片转化成糖；使用吸油、吸毒素细菌处理漏油或清理有毒废物；使用酵母加快酒发酵。

医学——改变人类基因来消除疾病（处于实验阶段）；更快、更经济地生产人类必需的药物，减缓药物匮乏以及疾病症状（但不能治愈），如胰岛素、干扰素（用于治疗癌症）、维生素、人类成长激素ADA、抗体、疫苗和抗生素。

科研——在医学研究（尤其是癌症研究）中改变基因结构。

食品加工——乳酪成熟过程中的凝乳酶。