1972年，保罗·伯格和他在斯坦福大学的同事们将一种猴病毒的DNA与一种细菌的DNA结合，这是第一个重组DNA分子。这一成就开启了基因工程时代。1973年，斯坦利·科恩和赫伯特·博耶将重组质粒插入大肠杆菌，并证明其能够复制。分子生物学的工具至此就绪。

重组DNA是通过将来自不同来源的DNA连接起来而形成的。限制性内切酶在特定序列处切割DNA，连接酶则将切割后的片段连接起来。由此产生的分子可以导入宿主细胞，并在宿主细胞内复制和表达其携带的基因。这项技术是基因克隆、蛋白质生产和基因治疗的基础。

重组DNA技术已经彻底改变了医学和农业。由重组细菌生产的人类胰岛素取代了从猪和牛胰腺中提取的胰岛素。生长激素、凝血因子和疫苗也采用同样的方法生产。转基因作物携带重组基因，具有抗虫害和耐除草剂的特性。基因疗法则利用重组DNA或RNA来纠正遗传缺陷。

这项技术从一开始就引发了人们的担忧。1975 年的阿西洛马会议制定了重组生物体安全操作指南。这些指南后来演变为如今规范实验室的生物安全法规。正是因为安全问题得到了重视，科学才得以进步。