Vi khuẩn tự bảo vệ mình chống lại virus bằng các enzyme cắt DNA ngoại lai. Các enzyme này nhận biết các trình tự ngắn cụ thể và cắt DNA tại hoặc gần vị trí đó. Chúng được gọi là enzyme cắt giới hạn, và chúng là "kéo" của sinh học phân tử. Nếu không có chúng, việc nhân bản gen sẽ không thể thực hiện được.

Các enzyme cắt giới hạn nhận biết các trình tự gồm bốn đến tám cặp bazơ, được gọi là vị trí cắt giới hạn. Một số cắt thẳng qua cả hai mạch, tạo ra các đầu cùn. Một số khác cắt ở các vị trí lệch nhau, tạo ra các đầu dính với các phần nhô ra ngắn chỉ gồm một mạch. Các đầu dính rất hữu ích vì chúng có thể liên kết với các phần nhô ra bổ sung trên một đoạn DNA khác, cho phép enzyme nối (ligase) nối chúng lại với nhau. Ví dụ, enzyme EcoRI nhận biết trình tự GAATTC và cắt giữa G và A, tạo ra một phần nhô ra bốn bazơ.

Các enzyme cắt giới hạn được sử dụng trong nhiều kỹ thuật. Chúng cắt DNA để nhân bản, lập bản đồ và phân tích. Chúng phân mảnh DNA để giải trình tự. Chúng phát hiện đột biến bằng cách cắt tại hoặc gần vị trí biến thể. Chúng cũng được sử dụng trong phân tích dấu vân tay DNA, nơi mà mô hình các mảnh phân mảnh khác nhau giữa các cá thể.

Có hàng trăm loại enzyme cắt giới hạn được bán trên thị trường, mỗi loại có vị trí nhận biết và kiểu cắt riêng. Chúng được đặt tên theo sinh vật mà chúng xuất phát từ: EcoRI từ E. coli, HindIII từ Haemophilus influenzae, BamHI từ Bacillus amyloliquefaciens. Quy ước đặt tên này là một lời nhắc nhở nhỏ về nguồn gốc vi sinh vật của những công cụ thiết yếu này.