Rekombinantno kloniranje obično se odnosi na tehnike rekombinantne DNA. To uključuje kombiniranje DNK sekvenci koje prirodno ne bi postojale. Ove tehnike se ponekad nazivaju i genetskim inženjeringom. Specifični segmenti DNK se izoliraju i kombiniraju u manju jedinicu DNK koja će replicirati i pojačati broj kloniranih molekula DNA.
Organizmi domaćini za rekombinantno kloniranje često su bakterije. Nosilac DNK koji se koristi za kloniranje poznat je kao vektor i obično je virus ili plazmid – kružni komad bakterijske DNK koji je izvan bakterijskog kromosoma. Plazmid za kloniranje imat će podrijetlo replikacije tako da se može replicirati, mjesto za kloniranje i neku vrstu selektabilnog markera, kao što je otpornost na antibiotike. To će osigurati odabir i razmnožavanje stanica koje sadrže klon.
Mjesto kloniranja ima specijaliziranu sekvencu koju će prepoznati određena restrikcijska endonukleaza – enzim koji prepoznaje specifične sekvence DNA i reže nukleotide. Plazmid će se prvo izrezati, tako da bude linearan. Istraživači općenito pokušavaju koristiti restrikcijske endonukleaze koje ostavljaju “ljepljive krajeve” koji se preklapaju i spajaju krajeve ciljnog gena s kompatibilnim sekvencama u vektoru pomoću ligaze, vraćajući ga tako u krug. Nakon što je gen kloniran u vektor, vektor se uvodi u svog ekspresijskog domaćina, obično postupkom poznatim kao transformacija, i uzgaja se u velikim količinama. DNK se zatim može izolirati i koristiti u eksperimentima.
Rekombinantno kloniranje omogućilo je analizu velikih količina molekula koje se normalno samo prolazno eksprimiraju u stanici, kao što su mRNA i proteini. To je revolucioniralo studij biologije. Postoje mnoge praktične primjene rekombinantnog kloniranja.
Proteini kao što je ljudski hormon rasta mogu se eksprimirati u velikim količinama kroz rekombinantno kloniranje. Transgene biljke se koriste u poljoprivredi za sprječavanje napada insekata i patogena. Mnoga hrana je genetski modificirana kako bi se poboljšala, a krave su tretirane goveđim hormonom rasta proizvedenim rekombinantnim kloniranjem kako bi se povećala proizvodnja mlijeka. Genska terapija se koristila u mnogim terapijama, uključujući i liječenje jednog oblika sljepoće. Životinje se čak kloniraju, iako klonovi često pate od zdravstvenih problema.
Neke su uporabe rekombinantnog kloniranja vrlo kontroverzne. Mnogi se ljudi protive jedenju genetski modificirane hrane ili pijenju mlijeka s rekombinantnim hormonom. Postoji velika zabrinutost da bi usjevi koji su genetski promijenjeni mogli proširiti svoje nove gene u lokalnu floru.
Neki se ljudi filozofski protive mijenjanju postojećih oblika života. Postoji gotovo univerzalna osuda ideje kloniranja ljudi. Ostaje za vidjeti hoće li te nove tehnologije ostvariti svoj puni praktični potencijal ili će društvo ograničiti njihovu upotrebu.