基因工程也稱為遺傳工程，是生物技術的主體技術。基因工程是指按照人類的愿望，將不同生物的遺傳物質在體外人工剪切并和載體重組后轉入細胞內進行擴增，并表達產生所需蛋白質的技術。基因工程能夠打破種屬的界限，在基因水平上改變生物遺傳性，并通過工程化為人類提供有用產品及服務。

基因工程的基本步驟是：

第一步：獲得符合人類意愿的基因，即獲得目的基因。目的基因是依據基因工程設計中所需要的某些DNA分子片段，含有所需要的完整的遺傳信息。獲得目的基因的方法很多，目前采用的分離、合成目的基因的方法主要有：

超速離心法：根據不同基因的組成不同，即其內的堿基對的比例不同，其浮力、密度等理化性質也不同的原理，應用密度梯度超速離心機，直接將特殊的目的基因分離出來。

分子雜交法：采用加堿或加熱的方法使DNA變成單鏈，而后加入有放射性標記的RNA，讓DNA在特定的條件下，結合成DNA和RNA的雜交分子，再用多聚酶制備出足夠數量的雙鏈DNA分子，進而獲得DNA目的基因。

反轉錄酶法：先分離出特定的mRNA，再用反轉錄酶做催化劑，以RNA為模板合成所需要的DNA目的基因。

合成法：如果已知目的基因的堿基排列順序，可用酶法或化學法，直接合成目的基因。目前此法已很少采用。

第二步：把目的基因接到某種運載體上，常用的運載體有能夠和細菌共生的質粒、溫和噬菌體（病毒）等。

DNA重組技術：重組DNA就是讓DNA片段和載體連接。外源DNA是很難直接透過細胞膜進入受體細胞的。即使進入受體細胞之中，也會受到細胞內限制性內切酶的作用而分解。目的基因結合到經過改造的細菌中的質粒（細菌細胞中的小環狀DNA分子）或溫和噬菌體（病毒）上后形成的組合體稱為重組體DNA。在這一技術中，限制性內切酶是一種常用的工具酶，它能“切開”質粒的環形DNA，也能切取目的基因，然后把目的基因DNA片段與質粒DNA分子的兩端，在連接酶的作用互補連接形成重組體DNA。

第三步：通過運載體把目的基因帶入某生物體內，并使它得到表達。目的基因的表達是指目的基因進入受體細胞后能準確地轉錄和翻譯。目的基因能否表達是基因工程是否成功的關鍵。

目前，人類已經利用外源基因，如人的生長激素基因、人胸腺激素基因、人干擾素基因、牛生長激素基因等，導入細菌中，生產出相應的產品，在臨床上得到了廣泛的應用，取得了可觀的經濟效益和社會效益。