Các nhà phê bình đã phản đối việc sử dụng kỹ thuật di truyền trên một số lý do, bao gồm các mối quan tâm về đạo đức, sinh thái và kinh tế. Nhiều mối quan tâm trong số này liên quan đến cây trồng biến đổi gen và liệu thực phẩm được sản xuất từ chúng có an toàn hay không và tác động của việc trồng chúng lên môi trường. Những tranh cãi này đã dẫn đến kiện tụng, tranh chấp thương mại quốc tế, và phản đối, và hạn chế quy định đối với các sản phẩm thương mại ở một số quốc gia.[165]

Những cáo buộc rằng các nhà khoa học đang " đóng vai Chúa " và các vấn đề tôn giáo khác đã được gán cho công nghệ này ngay từ đầu.[166] Các vấn đề đạo đức khác được nêu ra bao gồm cấp bằng sáng chế về sự sống,[167] việc sử dụng quyền sở hữu trí tuệ,[168] mức độ ghi nhãn trên sản phẩm,[169][170] kiểm soát nguồn cung cấp thực phẩm [171] và tính khách quan của quy định quá trình.[172] Mặc dù các nghi ngờ đã được đặt ra,[173] về mặt kinh tế, hầu hết các nghiên cứu đều phát hiện ra việc trồng cây biến đổi gen có lợi cho nông dân.[174][175][176]

Luồng gen giữa cây trồng biến đổi gen và cây trồng tương thích, cùng với việc tăng cường sử dụng thuốc diệt cỏ chọn lọc, có thể làm tăng nguy cơ phát triển " siêu cỏ dại ".[177] Các mối quan tâm khác về môi trường liên quan đến các tác động tiềm tàng đối với các sinh vật không phải mục tiêu, bao gồm vi khuẩn đất,[178] và sự gia tăng các loài côn trùng gây hại thứ cấp và kháng thuốc.[179][180] Nhiều tác động môi trường liên quan đến cây trồng biến đổi gen có thể mất nhiều năm mới được hiểu rõ và cũng rõ ràng trong các hoạt động nông nghiệp thông thường.[178][181] Với việc thương mại hóa cá biến đổi gen, người ta lo ngại về hậu quả môi trường nếu chúng thoát ra ngoài.[182]

Có ba mối quan tâm chính về tính an toàn của thực phẩm biến đổi gen: liệu chúng có thể gây ra phản ứng dị ứng hay không; liệu các gen có thể chuyển từ thức ăn vào tế bào người hay không; và liệu các gen không được phép sử dụng cho con người có thể lai sang các cây trồng khác hay không.[183] Có một sự đồng thuận khoa học [184][185][186][187] rằng thực phẩm hiện có có nguồn gốc từ cây trồng biến đổi gen không gây rủi ro lớn hơn cho sức khỏe con người so với thực phẩm thông thường,[188][189][190][191][192] nhưng mỗi thực phẩm biến đổi gen cần được kiểm tra từng trường hợp cụ thể trước khi đưa vào sử dụng.[193][194][195] Tuy nhiên, các thành viên của công chúng ít có khả năng hơn các nhà khoa học nhận thức thực phẩm biến đổi gen là an toàn.[196][197][198][199]