Kỹ thuật di truyền là các phương pháp chỉnh sửa bộ gene của một sinh vật nhờ các công nghệ sinh học. Từ thập niên 1970, nhiều kỹ thuật đã được phát triển để thực hiện thêm, loại bỏ hoặc sửa đổi các gen trong sinh vật.[122] Các kỹ thuật chỉnh sửa bộ gene được phát triển gần đây sử dụng các enzyme nuclease để tạo ra các đích sửa chữa DNA trong nhiễm sắc thể hoặc là phá vỡ hay chỉnh sửa một gen khi vị trí đứt gãy được sửa đổi.[123][124][125][126] Ngành sinh học tổng hợp (synthetic biology) đôi khi sử dụng các kỹ thuật liên quan để mở rộng nghiên cứu di truyền trên một sinh vật.[127]

Kỹ thuật di truyền hiện nay là công cụ nghiên cứu thường xuyên áp dụng cho các sinh vật mô hình. Ví dụ, có thể dễ dàng thêm vào các gen ở vi khuẩn[128] và nòi giống ở chuột knockout với một chức năng gene đặc biệt bị bất hoạt nhằm nghiên cứu chức năng của các gen.[129][130] Nhiều sinh vật đã được sửa đổi về mặt di truyền để ứng dụng trong nông nghiệp (thực phẩm biến đổi gene), công nghiệp công nghệ sinh học, và y học.

Đối với sinh vật đa bào, đặc biệt là các phôi được tác động theo ý muốn trước khi trưởng thành hay các sinh vật chỉnh sửa gen (GMO).[131] Tuy nhiên, bộ gene của các tế bào trong sinh vật trưởng thành có thể chỉnh sửa bằng cách sử dụng các kỹ thuật liệu pháp gene để điều trị các bệnh liên quan tới di truyền.