Kỹ thuật di truyền hay kỹ thuật gen là thao tác thay đổi gen bằng công nghệ sinh học. Nó bao gồm các phương pháp kỹ thuật dùng để thay đổi thành phần di truyền của các tế bào, bao gồm sự dịch chuyển gen cùng loài và khác loài để tạo ra những sinh vật mới hoặc hoàn hảo hơn. Những DNA mới được tạo ra bằng cách cách ly và sao chép lại vật liệu di truyền mong muốn qua phương pháp DNA tái tổ hợp hoặc bằng phương pháp chế tạo gen nhân tạo. Một vector thường được tạo ra để truyền DNA mới vào vật chủ. Phân tử DNA tái tổ hợp đầu tiên được tạo ra bởi Paul Berg vào năm 1972 bằng cách kết hợp DNA của virus khỉ SV40 với virus lambda. Và phương pháp thêm gen vào bộ gen của vật chủ còn có thể dùng để loại bỏ gen. Mẫu DNA có thể được thêm vào bộ gen một cách ngẫu nhiên hoặc vào một vị trí chính xác trong bộ gen.Sinh vật được tạo ra bằng kỹ thuật di truyền được gọi là sinh vật biến đổi gen (tiếng Anh “GMO”). GMO đầu tiên là vi khuẩn được tạo ra bởi Herbert Boyer và Stanley Cohen vào năm 1973. Rudolf Jaenisch tạo ra động vật biến đổi gen đầu tiên khi ông ta thêm DNA lạ vào một chuột biến đổi gen vào năm 1974. Công ty đầu tiên trong ngành kỹ thuật di truyền là Genentech, được thành lập vào năm 1976, và đã bắt đầu sản xuất protein người. Insulin người tạo ra bằng kỹ thuật di truyền được sản xuất vào năm 1978 và vi khuẩn có khả năng tự tạo ra insulin được thương mại hóa vào năm 1982. Thực phẩm biến đổi gen được bán từ năm 1994 với sự ra đời của cà chua Flavr Savr. Cà chua Flavr Savr được cải tạo để tồn trữ được lâu hơn, nhưng đa số những cây trồng bây giờ được biến đổi gen để tăng sự chống chịu với sâu bọ và thuốc trừ sâu. GloFish là GMO đầu tiên tạo ra để làm thú nuôi. Nó bắt đầu được thương mại hóa ở Hoa Kỳ vào tháng 12 năm 2003. Vào năm 2016, cá salmon được biến đổi gen nội tiết tố để kích thích tăng trưởng được bán ra thị trường.Kỹ thuật di truyền đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau bao gồm nghiên cứu, y học, công nghệ sinh học, và nông nghiệp. Trong nghiên cứu, GMO được dùng để nghiên cứu về chức năng và biểu hiện gen qua các phương pháp như làm mất chức năng, tạo ra chức năng mới, theo dõi và thí nghiệm biểu hiện gen. Bằng cách loại bỏ một số gen với chức năng đã được biết đến, chúng ta có thể tạo ra sinh vật mô hình động vật để nghiên cứu bệnh người. Ngoài việc có thể tạo ra nội tiết tố, vắc-xin, và các dược phẩm khác, kỹ thuật di truyền còn có tiềm năng chữa bệnh qua phương pháp điều trị gen. Những kỹ thuật dùng để tạo ra dược phẩm còn có các ứng dụng công nghiệp khác như sản xuất enzyme để làm thuốc tẩy, phô mai, và các sản phẩm khác.Sự phát triển thương mại hóa của cây trồng biến đổi gen đã mang lại nhiều lợi ích kinh tế cho nông dân ở nhiều quốc gia khác nhau, nhưng nó còn gây ra nhiều cuộc tranh cãi về cây trồng biến đổi gen. Những tranh cãi này đã xuất hiện ngay từ thời kỳ đầu; những cuộc thử nghiệm biến đổi gen đầu tiên đã bị phá hủy bởi những người chống lại kỹ thuật biến đổi gen. Tuy giới khoa học đa số đã đồng thuận rằng những thức ăn được chế biến từ cây trồng biến đổi gen không có hại với sức khỏe hơn thức ăn tự nhiên, một số người vẫn lo ngại đến sự an toàn thực phẩm của thức ăn biến đổi gen. Trao đổi gene, mức độ ảnh hưởng tới những sinh vật khác, cách vận hành cung cấp thực phẩm, và sở hữu trí tuệ là những vấn đề đang trong vòng tranh cãi. Những lo ngại này đã dẫn tới sự thành lập một khuôn khổ quy định từ năm 1975. Điều này dẫn tới hiệp ước quốc tế, Cartagena Protocol on Biosafety, được ký kết năm 2000. Những quốc gia đã đưa ra những hệ thống quy định riêng về GMO, với sự khác biệt lớn giữa Hoa Kỳ và Châu Âu.