自DNA双螺旋结构被发现之后，在分子水平上进行生命的探索、操作和创造，已经成为实验生理学传统的最新乐章和最强音。DNA是一种遗传物质，所有的遗传信息都由DNA携带着。DNA除了自我复制以保证遗传信息保存在人体内每一个细胞中之外，还提供人体细胞发育的指令。人体细胞DNA分子中大约有10万个基因，由这些基因来控制10万种人体蛋白质的合成。
对DNA进行重组，按照人类的某种意愿剔除不好的基因，补充好的，再把重组的DNA植入适当的细胞中，让它表达出来，这就是基因工程。
基因工程的第一步就是寻找目的基因，即与人的目的有关的基因。比如为了培育耐寒、抗病虫害的水稻新品种，就需要找出耐寒、抗病虫害的基因。但这第一步非常艰难。DNA分子很小，直径只有20埃，相当于五百万分之一厘米。而基因更小，只是DNA分子之中的一个片段，把它们找出来很困难。找出来之后，对它们进行切割和再粘贴也是一个问题。1960年，瑞士科学家沃纳·阿尔伯发现核酸的内切酶具有限制性作用，在基因工程中可以扮演“剪刀”的角色。之后，科学家们又发现了“连接酶”，它能够起“糨糊”的作用，将DNA片段粘贴起来。1970年，美国分子生物学家内森斯使用能起剪切和连接作用的“工具酶”，首次实现了DNA切割。1971年，美国分子生物学家伯格运用“工具酶”首次将两种不同的DNA连接起来，形成新的DNA分子，完成了基因重组。
20世纪90年代初，科学家们制订了“人类基因组计划”，打算将人类基因逐个解析出来，进行定位和测序。这个计划如果完成，对许多遗传性疾病的根治将是福音。
基因重组和基因改造也可以用于动植物的培育，目的之一在于增强农作物对除草剂和虫害的抵抗力，之二是增产。据说美国已经大量生产经基因改造的黄豆和玉米，是世界上种植转基因农作物的大户。中国对于转基因农作物的兴趣很高，过去20多年来，积极推动转基因技术的研究，目前的转基因食品技术达到国际先进水平。
然而，破译生命奥秘并从事生命制作的基因工程，实际上是在挑战自然，是在从事只有自然才能从事的工作。这里面究竟蕴藏了多少危险实难预料。基因改造过的食物可能会增加食物中的毒素，导致环境受到污染。有科学家相信，以基因工程技术培植的农作物可能有损人类的健康，因为经过基因改造的马铃薯对实验老鼠的肝、胃和免疫系统会造成伤害，其受损原因与食物里所含的“外来基因”有关。
