1972年斯坦福大学成功地完成世界上第一个基因重组实验，启动了重组DNA技术，导致了一种全新的生物学科和产业——基因工程的诞生，使得外源基因在细菌、酵母和动植物细胞中能进行表达，从而可以在实验室内用工程原理和技术对生物直接进行遗传改造，以达到用于生产实践的目的。1982年重组人胰岛素开始产业化，随后重组人生长激素、重组人凝血因子Ⅷ、重组疫苗等相继上市，对人类社会和经济发展起到了巨大的推动作用。基因组工程的原理、技术和方法是在基因工程的研究基础上发展起来的，基因工程与基因组工程之间的研究既有差别又相互重叠和交叉。应该说重组DNA技术和基因工程是基因组工程的基础和出发点，基因组工程是基因工程的延伸和归宿。

随着人类及其他模式生物基因组计划的实施以及相关生物技术的发展，以基因组为基础对物种进行大范围修饰和改造即将成为可能。将一个DNA片段插入活细胞基因组的技术，如转座子失活技术，具有一定的随机性。DNA片段被随机放置在染色体上，可能会干扰其他基因行使功能或灭活其他基因，甚至会造成比较严重的副作用，如触发细胞癌变。更重要的是，这些技术没有可重复性，不能保证同一序列插入不同细胞的同一位置。基因组工程研究最大的突破是能够特定地修饰生物染色体中某一区域的DNA序列，从而提高基因组修饰的精度，防止细胞毒性的产生，同时也增加了基因组操作的可重复性。基因组编辑技术（genome editing）很好地诠释了这一点，采用基因组编辑技术可以对几乎任意基因进行修饰、编辑。位点特异性核酸酶编辑的技术以及由成簇规律间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced shortpalindromic repeats; CRISPR）/Cas（CRISPR-associa-ted）系统介导的基因组靶向修饰技术是其中较重要的两种。这些基因组编辑技术在实验和临床等方面应用广泛，极大地提高了人们对模式生物的处置和研究能力，也为治疗遗传性疾病、纠正遗传错误提供了一个平台。

应用广泛，可被用于敲除或失活有害基因，修复不利突变，增加生物种群的多样性，或作为科学研究的工具（如通过观察基因失活导致的表型改变来发现该基因的功能）。

生物技术作为主导产业，将在21世纪取代信息技术，这一观点已被国际上许多国家和不同阶层的人士所认识。生物技术作为产业，对人类最大的诱惑力在于生物体不仅能在常温常压下高效地生产出几十万种甚至上百万种的产品，而且能量转化效率是社会生产能力与之无法比拟的，更为神奇的是能生产思维，认识世界并改造世界，而这些能力皆来源于遗传信息。大量基因同时操作需要高通量的技术平台。这些高通量技术平台的组合称为基因组工程｡生命科学进入高通量遗传信息研究需要基因组工程，而且生物技术对生物体进行高通量遗传信息改造也需要基因组工程。

如果基因组工程技术能够成熟，点石成金（生物采矿）、化废为宝（将垃圾变成生产原料或方便地转化为能源）、植物生产牛奶、动物生产人的组织器官、电脑变成人脑等想法都可能实现。到那个时代，人类社会将会发生什么样的变化是难以想象的。基因组工程技术成熟的标志就是：细胞能做什么，人类在工厂里也能做什么或者基本能做。细胞的神奇魅力在于能按遗传法则操作指令，同时指挥成千上万个基因有条不紊地工作，基因组工程的魅力不仅在能模仿细胞的功能，而且能改造它，按人类的意愿去控制它、指挥它。