Do namnażania (klonowania) fragmentów DNA wykorzystuje się dwie techniki laboratoryjne biologii molekularnej:  klonowanie DNA z udziałem bakterii lub komórek eukariotycznych oraz reakcję łańcuchową polimerazy (PCRPCRPCR, ang. Polymerase Chain Reaction).

1. Klonowanie DNA z udziałem bakterii lub komórek eukariotycznych

Technika ta polega na wprowadzeniu obcego DNA do komórek bakterii (transformacjitransformacjatransformacji) lub do komórek eukariotycznych (np. drożdży) (transfekcjitransfekcjatransfekcji). W tym celu wykorzystuje się wektorywektor genetycznywektory. Obecnie najczęściej stosowanymi wektorami są fagi, plazmidy i kosmidy, sztuczny chromosom bakteryjny (BAC), a także wektory drożdżowe oraz pochodne wirusów. Po tym, jak wektor zostanie wprowadzony do odpowiednich komórek, są one namnażane, a na koniec izoluje się z nich pożądane fragmenty DNA.

2. Reakcja łańcuchowa polimerazy

Namnażanie DNA przebiega w powtarzających się cyklach, które obejmują:

• denaturację, czyli rozplatanie podwójnej helisy DNA w podwyższonej temperaturze;

• annealing, czyli obniżenie temperatury, które pozwala na przyłączenie się starterów replikacji;

• elongację, czyli dobudowanie komplementarnych fragmentów DNA przy pomocy polimerazy DNA.

Włączenie obcego DNA do organizmu może się odbywać w różny sposób, zależny m.in. od rodzaju modyfikowanego organizmu. W przypadku bakterii DNA może być wprowadzony np. przy pomocy zmodyfikowanych plazmidów. Do modyfikacji komórek roślinnych można zastosować bakterie (Agrobacterium) zawierające zmodyfikowane plazmidy: bakterie przenoszą je do komórek roślinnych, wskutek czego obce DNA włącza się w chromosomchromosomchromosom roślinny, a następnie z komórek regenerowane są rośliny (oznacza to, że z jednej komórki powstaje cała roślina). Obce DNA wprowadza się do komórek roślinnych również bez pośrednictwa bakterii, np. „wstrzeliwując” je do komórek. Ponieważ komórki zwierzęce nie wykazują totipotencji (czyli zdolności do odtworzenia organizmu z dowolnej komórki), modyfikacji poddaje się głównie zygoty, komórki zarodka albo gamety, z których powstanie nowy organizm. Do komórek zwierzęcych obce DNA wprowadza się poprzez mikroiniekcję lub przy użyciu liposomów.