基因工程是操縱生物體的遺傳物質的科學。第 一個利用生物技術完成的人工基因改造是轉基因，即把基因從一個生物體轉移到另一個生物體的過程，由Herbert Boyer和Stanley Cohen于1973年首次完成。這是一系列技術進步的結果，允許直接修改基因組。

重要的進展包括限制性酶和DNA連接酶的發現，設計質粒的能力以及聚合酶鏈反應和測序等技術。隨著生物技術、農桿菌介導的重組和顯微注射技術的發明，將DNA轉化為宿主生物體的工作得以完成。

第 一只轉基因動物是1974年由魯道夫-雅尼什創造的老鼠。

1976年，隨著產生體蛋白的轉基因細菌的出現，該技術實現了商業化，隨后在1978年出現了胰島素。

1983年，一個抗生素基因被植入煙草，導致了第 一個轉基因植物的出現。隨后的進展使科學家們能夠操縱和添加基因到各種不同的生物體，并誘發一系列不同的效果。

第 一個轉基因食品是1994年上市的Flavr Savr西紅柿。到2010年，29個國家已經種植了商業化的生物技術作物。

2000年，發表在《科學》雜志上的一篇論文介紹了黃金大米，這是第 一個開發的營養價值增加的食品。

基因工程是使用某些生物技術直接操縱生物體的基因組，這些技術自20世紀70年代以來才出現。

人類對基因的操縱發生得更早，從通過人工選擇馴化植物和動物開始。

狗被認為是第 一個被馴化的動物，可能產生于灰狼的一個共同祖先，考古證據可以追溯到大約公元前12000年。

其他在史前時代被馴化的食肉動物包括貓，它在9500年前與人類同居。考古學證據表明，綿羊、牛、豬和山羊是在公元前9000年和公元前8000年之間在新月沃土被馴化的。

植物馴化的第 一個證據來自于公元前10,500年至公元前10,100年左右在西南亞的新石器時代前A類村莊發現的埃默爾和埃克納小麥。

西亞的新月沃土、埃及和印度是最早對以前在野外采集的植物進行有計劃的播種和收獲的地方。

新石器時代的八種創始作物（艾美爾小麥、艾克爾小麥、大麥、豌豆、扁豆、苦苣苔、鷹嘴豆和亞麻）在公元前7000年左右都已出現。

園藝在黎凡特地區首次出現在Chalcolithic時期，大約在公元前6800至6300年。由于組織柔軟，早期蔬菜的考古學證據很少。最 早的蔬菜遺跡是在埃及的洞穴中發現的，可以追溯到公元前2千年。

馴化植物的選擇性育種曾經是早期農民塑造生物體以適應其需求的主要方式。

查爾斯-達爾文描述了三種類型的選擇：

有條不紊的選擇，即人類有意選擇特定的特征；

無意識的選擇，即僅僅因為某種特征是可取的而被選擇；

以及自然選擇，即有助于生物體更好地生存的特征被傳遞下去。

早期的育種依靠的是無意識和自然選擇。引入方法選擇的情況不詳。被培育成馴化植物的常見特征包括谷物不會碎裂，以便更容易收獲，均勻成熟，壽命更短，轉化為更快的生長，失去有毒化合物，以及生產力。一些植物，如香蕉，能夠通過無性繁殖進行繁殖。

后代往往不含種子，因此是不育的。然而，這些后代通常更多汁、更大。通過克隆繁殖，盡管這些突變品種沒有種子，但仍可以進行栽培。

雜交是快速改變植物構成的另一種方式。它經常增加植物的活力，并將理想的性狀結合在一起。雜交很可能是在人類第 一次在近處種植相似但略有不同的植物時首次發生。烘烤面包用的小麥Triticum aestivum是一種全多倍體。它的產生是兩個獨立雜交事件的結果。

嫁接可以轉移葉綠體、線粒體DNA和含有基因組的整個細胞核，從而有可能形成一個新的物種，使嫁接成為一種自然遺傳工程。