將外源基因通過體外重組後導入受體細胞內，使該基因能在受體細胞內複製、轉錄、翻譯表達的操作過程稱為基因重組或基因工程。
基因重組技術的理論基礎是遺傳學和分子生物學的研究成果。科學家在20世紀30年代發現了生物的遺傳物質是DNA，50年代提出了DNA的雙螺旋結構，60年代完全破譯了全部密碼子，70年代初創建了基因體外重組技術，80年代初第一個基因工程產品一人胰島素就開始商品化生產。今天，體外基因重組已經成了生物科學與技術的研究和開發中最重要、應用最廣泛的技術。
基因重組技術在工業上的應用主要是表達各種蛋白質類產物，特別是具有藥用價值的蛋白質，但是隨著科學技術的發展，基因重組技術的工業應用已經遠遠超過了單純的蛋白質生產。隨著對微生物中代謝途徑和調控機理的認識不斷深入，可以通過基因重組技術改造微生物的代謝途徑，從而大幅度提高目的產物產量、擴大微生物的底物利用範圍，形成了“代謝工程”這一新的應用領域。由於研究蛋白質結構和功能關係的需要，利用基因重組技術改造蛋白質結構、提高蛋白質生物活性，發展了點突變、基因重排（DNA shuffling）或基因進化（DNA evolution）技術，為“蛋白質工程”提供了技術支撐。全基因組重排（genome shuffling）技術則為提高育種效率提供了新的思路。
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