基因工程是一次非常复杂的技术操作。它的环节之繁多、操作之细致是其他工程所无法比拟的。但是如果跳开细节问题，基因工程操作流程还是比较明了的。它的基本步骤大致可归纳如下：
第一步：制备所需的基因
所谓目的基因就是人们依据工程设计中所需要的某些DNA分子的片段。它含有一种或几种遗传信息的全套遗传密码。DNA的种类繁多，每个DNA分子所包含的基因也很多，但它在细胞内的含量却很少。因此，要获得一定量的目的基因，是一件十分复杂的细致工作。目前采用的分离、合成目的基因的方法有多种。
第二步：选择基因载体
在基因工程中必须把外源基因转移到宿主细胞中去。要实现这种基因转移，还需要一种合适的运转基因的载体。理想的载体要具备有如下条件：能够自我复制；大小要适度，能从外部进入细胞；稳定安全可靠；要有遗传标记和选择性的识别标记。通常选用的基因载体有三类：一类是细菌质粒。另一类是噬菌体和病毒。再有一类载体就是转座因子、人造粘接体等。它们的主要成分都是不同的脱氧核糖核酸。
第三步：基因转移
把所取得的基因引入细胞的方法随接受这基因的细胞的不同而不同。接受基因的细胞可以大致分为三类：以细菌和酵母菌为主的微生物；人、家畜和实验动物的细胞和植物细胞。
转化是把基因引入微生物细胞的常用方法。转化是细菌在特定的生理状态下摄入DNA的过程。一种称为电击穿孔的方法则较少依赖于细菌的生理状态，把细菌悬浮在电场中，短时间的通电能使细胞膜破损而令DNA进入细胞中去。
第四步：外来基因的检出
无论哪一种导入DNA的方法都会带来接受外来DNA的细胞的死亡，在活下来的细胞中也总是只有一小部分真正接受了外来的DNA。因此必须有一种方法来检出这些细胞。
最常用的办法是用一个抗药性质粒作为基因载体。如果说质粒上有一个抗氯霉素基因，那么把经转化处理的细菌接种在含氯霉素的固体培养基上，在这上面长出来的菌落必然由含有这一质粒的细菌所长成。不过这样检出的细菌固然含有这一质粒，质粒上却未必运载着外来的基因，因为经过限制酶切的质粒可以通过自身的两个酶切末端的连接而成为不带有任何外来DNA的质粒，而这样的质粒同样可以通过转化进入细菌细胞而使它们对氯霉素具有抗性。