Công nghệ gen là một tiến trình thay đổi cấu trúc nhân tố di truyền bằng cách loại bỏ hoặc cấy DNA. Khác với chăn nuôi và nhân giống cây trồng truyền thống, bao gồm phải lai giống nhiều lần và sau đó chọn sinh vật có những kiểu hình mong muốn, công nghệ gen chỉ cần lấy gen từ một sinh vật này và cấy gen đó vào một sinh vật khác. Kỹ thuật này hiệu quả hơn nhiều so với cách truyền thống. Với kỹ thuật này, ta có thể cấy bất kỳ gen nào từ một sinh vật bất kỳ (ngay cả những sinh vật từ những vực khác nhau) và có thể phòng ngừa sự di chuyển của những gen không mong muốn.[3]

Công nghệ gen có khả năng chữa lành các bệnh di truyền bằng cách hoán đổi gen bị lỗi với một gen còn hoạt động.[4] Đây là một công cụ quan trọng trong nghiên cứu cho phép nghiên cứu chức năng của các gen cụ thể.[5] Thuốc, vắc-xin, và các sản phẩm khác được tạo ra từ những sinh vật đã được biến đổi gen.[6] Để bảo đảm an ninh lương thực, cây trồng được biến đổi gen để tăng năng suất, dinh dưỡng, và sức chịu đựng trong môi trường khắc nghiệt.[7]

DNA có thể được cấy thẳng vào một sinh vật nào đó hoặc cấy vào tế bào, sau đó nó có thể kết hợp với các tế bào khác hoặc lai giống với sinh vật chủ.[8] Điều này dựa trên kỹ thuật DNA tái tổ hợp để tạo ra các tổ hợp gen di truyền mới. Tiếp theo, chúng được cấy vào một sinh vật khác gián tiếp bằng hệ thống vector hoặc trực tiếp bằng kỹ thuật tiêm vi mô hoặc bọc chất vi mô.[9]

Kỹ thuận di truyền thường không bao gồm các loại phối giống truyền thống ví dụ như thụ tinh trong ống nghiệm, thể đa bội cảm ứng, quá trình đột biến sinh học và kỹ thuật tổng hợp tế bào mà không dùng tới tổ hợp gen di truyền hoặc sinh vật biến đổi gen.[8] Tuy nhiên, một số định nghĩa bao quát hơn của công nghệ sinh học bao gồm cả chọn giống vật nuôi.[9] Công nghệ gen không bao gồm nghiên cứu về nhân bản vô tính và tế bào gốc.[10] Tuy nhiên, các ngành này có liên quan tới nhau và đều sử dụng công nghệ gen.[11] Sinh học tổng hợp là một ngành mới nổi đã giúp phát triển công nghệ gen bằng cách đưa DNA nhân tạo tổng hợp vào một sinh vật.[12]

Những thực vật, động vật, hoặc vi sinh vật được thay đổi gen qua công nghệ gen được gọi là sinh vật biến đổi gen hoặc GMOs.[13] Nếu như DNA từ một loài khác được đưa vào vật chủ thì sinh vật đó sẽ được gọi là sinh vật chuyển gen. Còn DNA từ chung loài được đưa vật chủ thì được gọi là sinh vật hợp gen.[14] Khi dùng công nghệ gen để xóa bỏ DNA từ một sinh vật thì sinh vật đó được gọi là sinh vật bị loại gen.[15] Ở Châu âu, sửa đổi di truyền đồng nghĩa với công nghệ gen trong khi ở Hoa Kỳ và Canada thì sửa đổi di truyền còn có hàm ý bao gồm các cách nhân giống thông thường.[16][17][18]