Genomska knjižnica je zbirka bakterija koje su genetski modificirane da drže cjelokupnu DNK organizma. Veličina biblioteke varira, ovisno o tome kako je DNK pohranjena u bakterijama i duljini genoma organizma. Genomske knjižnice koriste se u genetskim istraživanjima diljem svijeta u raznim laboratorijskim objektima. Tvrtke koje proizvode genomske biblioteke mogu ih po posebnoj narudžbi osigurati istraživačima.
Sastavljanje genomske biblioteke počinje obradom DNK organizma koji se proučava tako da se ona razbije na upravljive dijelove, koji su organizirani po duljini i zatim umetnuti u vektore za kloniranje kao što su plazmidi. Različiti vektori mogu pohraniti različite količine DNK. Nakon što je DNK umetnuta, vektor se može uvesti u bakterije. Zajedno, zbirka bakterija sadrži kompletan genom organizma.
Nakon što je genomska biblioteka proizvedena, istraživači mogu s njom raditi na više različitih načina. Na primjer, mogu tražiti specifične lance DNK u biblioteci uz korištenje sondi koje su dizajnirane da identificiraju i označavaju specifične sekvence aminokiselina. Uz korištenje sonde, sekvence se mogu izolirati za daljnje proučavanje i analizu kako bi se saznalo više o određenim područjima od interesa u genomu. Genomska biblioteka se također može pohraniti, zamrznuti, za buduću upotrebu. Sve dok se drži u stabilnim uvjetima, može trajati izuzetno dugo.
Koristeći genomsku knjižnicu, istraživači mogu istražiti genom organizma kako bi saznali više o genomskoj strukturi i funkciji. Oni također mogu mapirati genom, identificirajući lokacije specifičnih gena. Ove informacije postaju iznimno korisne kada istraživači žele razviti testove koji se mogu koristiti za lociranje genetskih varijacija uključujući mutacije koje mogu biti povezane s prirođenim stanjima. Što je dublje razumijevanje genoma organizma, to više istraživači mogu znati o organizmu kao cjelini.
Genomska biblioteka se također može koristiti u svrhu kloniranja segmenata DNK. Domaćin može replicirati vektore u bakterijama domaćina kako bi stvorio brojne kopije segmenta od interesa, s tim da se te kopije dalje proučavaju ili ubacuju u druge vektore za genetsku modifikaciju i druge istraživačke svrhe. Klonirani materijali, na primjer, mogli bi se umetnuti u usjeve u svrhu uvođenja specifičnih modifikacija s ciljem poboljšanja učinka usjeva.