Klonowanie genów polega na tworzeniu kopii konkretnego genu. Nie jest to to samo, co klonowanie organizmu. Jest to technika biologii molekularnej służąca do wyizolowania genu, wstawienia go do wektora i namnażania w komórce gospodarza. Rezultatem jest wiele identycznych kopii genu, które można badać, sekwencjonować lub wykorzystać do produkcji białka.

Proces ten składa się z kilku etapów. Gen jest amplifikowany metodą PCR lub wycinany z większej cząsteczki DNA za pomocą enzymów restrykcyjnych. Gen jest wstawiany do wektora, zazwyczaj plazmidu, za pomocą ligazy. Wektor jest wprowadzany do komórki gospodarza, często E. coli, poprzez transformację. Komórka gospodarza namnaża się, a plazmid replikuje się wraz z nią. Komórki zawierające plazmid są selekcjonowane, zazwyczaj za pomocą markera oporności na antybiotyki. Następnie gen jest izolowany z komórek gospodarza.

Klonowanie genów służy do produkcji insuliny, hormonu wzrostu i innych białek terapeutycznych. Służy do badania funkcji genów poprzez ich ekspresję w organizmie modelowym. Służy również do tworzenia genetycznie modyfikowanych roślin uprawnych i zwierząt. Jest to podstawowa technika biotechnologii.

Technika ta nie jest pozbawiona wyzwań. Niektóre geny są trudne do klonowania, ponieważ są toksyczne dla gospodarza lub niestabilne. Inne wymagają specjalnych wektorów lub szczepów gospodarza. Jednak w przypadku większości genów klonowanie jest rutynowe. To pierwszy krok w wielu eksperymentach.