基因打靶（也稱為基于同源重組的替換策略）是一種利用同源重組來修改內源基因的遺傳技術。該方法可用于刪除一個基因，去除一個外顯子，增加一個基因，以及修改個別堿基對（引入點突變）。基因靶向的過程提供了一種改變特定基因的方法，以便更好地確定其生物作用。基因靶向可以是xxx性的或有條件的。例如，條件可以是生物體發育/生命過程中的特定時間或對特定組織的限制。基因靶向需要為每個感興趣的基因創建一個特定的載體。

一般來說，含有部分目標基因、報告基因和（顯性）可選擇標記的DNA被組裝在細菌中。

基因定位的方法是為幾種模式生物建立的，并可能因使用的物種而有所不同。為了在小鼠中定位基因，將DNA插入培養中的小鼠胚胎干細胞中。帶有插入物的細胞可以通過胚胎注射為小鼠的組織作出貢獻。最后，培育出具有構成生殖器官的改良細胞的嵌合型小鼠。在這一步之后，小鼠的整個身體都是基于選定的胚胎干細胞。

為了確定苔蘚中的基因，將DNA與新鮮分離的原生質體和聚乙二醇一起孵化。由于苔蘚是單倍體生物，苔蘚絲（原生質體）可以通過抗生素處理或PCR直接篩選出目標。在植物中是xxx的，這種反向遺傳學程序與酵母的效率一樣高。基因靶向已成功應用于牛、羊、豬和許多真菌。

通過使用工程化的內切酶，如鋅指核酸酶、工程化的歸巢內切酶和工程化的基于TAL效應器的核酸酶，可以xxx增加基因定向的頻率。這種方法已被應用于包括黑腹果蠅、煙草、玉米、人類細胞、小鼠和大鼠等物種。

基因誘捕是基于隨機插入的卡帶，而基因定向則是操縱一個特定的基因。卡帶可以用于許多不同的事情，而基因靶向卡帶的側翼同源區則需要為每個基因進行調整。這使得基因誘捕比基因靶向更容易適用于大規模項目。另一方面，基因靶向可用于轉錄率低的基因，這些基因在誘捕篩選中不會被發現。誘捕的概率隨著內含子的大小而增加，而對于基因靶向，小基因同樣容易被改變。

基因靶向已被廣泛用于研究人類的遺傳疾病，通過去除（敲除）或添加（敲入）感興趣的特定突變。以前用于設計大鼠細胞模型，基因靶向技術的進步使新一輪的同源人類疾病模型成為可能。

這些模型是研究人員可用的最精確的體外模型，有助于開發個性化的藥物和診斷方法，特別是在腫瘤學方面。

馬里奧-卡佩奇（Mario R. Capecchi）、馬丁-埃文斯（Martin J. Evans）和奧利弗-斯密茨（Oliver Smithies）因其在生理學或醫學獎中利用胚胎干細胞在小鼠中引入特定遺傳修飾或基因靶向原理的工作而獲得了2007年諾貝爾獎。