基因工程也稱為遺傳工程，是生物技術(shù)的主體技術(shù)。基因工程是指按照人類的愿望，將不同生物的遺傳物質(zhì)在體外人工剪切并和載體重組后轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)增，并表達(dá)產(chǎn)生所需蛋白質(zhì)的技術(shù)。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(guò)工程化為人類提供有用產(chǎn)品及服務(wù)。

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(jù)基因工程設(shè)計(jì)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(jù)不同基因的組成不同，即其內(nèi)的堿基對(duì)的比例不同，其浮力、密度等理化性質(zhì)也不同的原理，應(yīng)用密度梯度超速離心機(jī)，直接將特殊的目的基因分離出來(lái)。

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(biāo)記的RNA，讓DNA在特定的條件下，結(jié)合成DNA和RNA的雜交分子，再用多聚酶制備出足夠數(shù)量的雙鏈DNA分子，進(jìn)而獲得DNA目的基因。

反轉(zhuǎn)錄酶法：先分離出特定的mRNA，再用反轉(zhuǎn)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(xué)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(yùn)載體上，常用的運(yùn)載體有能夠和細(xì)菌共生的質(zhì)粒、溫和噬菌體（病毒）等。

DNA重組技術(shù)：重組DNA就是讓DNA片段和載體連接。外源DNA是很難直接透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入受體細(xì)胞的。即使進(jìn)入受體細(xì)胞之中，也會(huì)受到細(xì)胞內(nèi)限制性內(nèi)切酶的作用而分解。目的基因結(jié)合到經(jīng)過(guò)改造的細(xì)菌中的質(zhì)粒（細(xì)菌細(xì)胞中的小環(huán)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(shù)中，限制性內(nèi)切酶是一種常用的工具酶，它能“切開(kāi)”質(zhì)粒的環(huán)形DNA，也能切取目的基因，然后把目的基因DNA片段與質(zhì)粒DNA分子的兩端，在連接酶的作用互補(bǔ)連接形成重組體DNA。

第三步：通過(guò)運(yùn)載體把目的基因帶入某生物體內(nèi)，并使它得到表達(dá)。目的基因的表達(dá)是指目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后能準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)錄和翻譯。目的基因能否表達(dá)是基因工程是否成功的關(guān)鍵。

目前，人類已經(jīng)利用外源基因，如人的生長(zhǎng)激素基因、人胸腺激素基因、人干擾素基因、牛生長(zhǎng)激素基因等，導(dǎo)入細(xì)菌中，生產(chǎn)出相應(yīng)的產(chǎn)品，在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。