Gentechnik, so die Lehrbuchdefinition, ist die „Anwendung von in-vitro-Verfahren für die Isolierung, Manipulation, Rekombination und Expression von DNA und zur Entwicklung genetisch modifizierter Organismen“.

Die Entdeckung der Restriktionsenzyme (bzw. Restriktionsendonukleasen) war ein erheblicher Fortschritt für die Gentechnik. Restriktionsenzyme kommen in Bakterien vor und dienen diesen als Abwehrmechanismus (z. B. gegen Viren). Ihre Besonderheit besteht darin, dass sie spezifische Basensequenzen erkennen (sog. Erkennungssequenzen) und diese schneiden können, womit sie eine Art natürliche „Gen-Schere“ darstellen. Die biotechnische Veränderung der Restriktionsenzyme führte zur Entwicklung der modernen Verfahren der Genomeditierung, von denen das bekannteste die CRISPR/Cas9-Technik ist (vgl. Modul Genomeditierung).

Restriktionsenzyme spielen insbesondere bei der Klonierung (der Replikation von DNA-Sequenzen) eine große Rolle. Dabei werden „Genfähren“ (sogenannte Vektoren) als Vehikel verwendet, um bestimmte DNA-Sequenzen (z. B. Gene) in einen Organismus (zumeist Bakterien) einzuschleusen. Häufig werden als Vektoren Plasmide eingesetzt, d. h. DNA-Moleküle, die ebenfalls in Bakterien vorkommen, aber unabhängig von deren chromosomalen DNA sind. Restriktionsenzyme schneiden nun sowohl die Plasmide als auch die DNA-Sequenz an den jeweiligen Erkennungssequenzen. Die herausgeschnittene DNA-Sequenz wird daraufhin in die entsprechende Stelle des Plasmids eingefügt. Schließlich wird das dergestalt rekombinierte Plasmid wieder in das Bakterium eingeführt, in dem es sich dann repliziert.

Da die chemische Struktur der DNA bei allen Lebewesen nahezu identisch ist, können Gene über Artgrenzen hinweg übertragen werden. Bei der Übertragung von Fremdgenen entsteht ein sogenannter transgener Organismus. Ein für die Pharmazie und Medizin wichtiges Beispiel ist Insulin, das durch das beschriebene Verfahren aus Bakterien gewonnen wird.