遺伝子クローニングとは、特定の遺伝子のコピーを作成することです。これは生物のクローニングとは異なります。遺伝子クローニングは、遺伝子を単離し、ベクターに挿入し、宿主細胞内で増殖させる分子生物学的手法です。その結果、多数の同一の遺伝子コピーが得られ、これらは研究、配列決定、またはタンパク質の生産に利用できます。

このプロセスはいくつかの段階から成ります。まず、PCRによって遺伝子を増幅するか、制限酵素を用いてより大きなDNA分子から遺伝子を切り出します。次に、リガーゼを用いて、通常はプラスミドであるベクターに遺伝子を挿入します。このベクターを形質転換によって宿主細胞（多くの場合、大腸菌）に導入します。宿主細胞が増殖し、プラスミドも共に複製されます。プラスミドを含む細胞は、通常は抗生物質耐性マーカーを用いて選別されます。最後に、宿主細胞から遺伝子を単離します。

遺伝子クローニングは、インスリン、成長ホルモン、その他の治療用タンパク質の生産に用いられます。また、モデル生物で遺伝子を発現させることで、遺伝子の機能を研究するためにも用いられます。さらに、遺伝子組み換え作物や動物の作出にも利用されます。これはバイオテクノロジーの基礎となる技術です。

この技術には課題がないわけではない。宿主にとって毒性があったり不安定だったりする遺伝子はクローニングが難しい。また、特殊なベクターや宿主株を必要とする遺伝子もある。しかし、ほとんどの遺伝子についてはクローニングは日常的な作業であり、多くの実験における最初のステップとなっている。