將特定的DNA片斷結合于自我增殖的載體上，再納入寄主細胞使DNA片斷增殖，這一過程稱為DNA純系化。如果以特定的基因為對象時，則稱為基因純系化（基因克隆化gene cloning）。大腸菌K12株及其質�；蚴删w的EK系是其代表性的系統。在從各種生物所具有的巨大數目的基因中選出特定的基因DNA，一般多用下述方法：
把從某種生物中提取的全部DNA，通過限制性內切酶等使之成為片斷，對此片斷不分級而直接進行克隆化的實驗稱為霰彈槍式實驗。即此時先將各DNA片斷無差別地進行克隆化，然后將所要求的片斷選取出來，除根據其基因表現型進行選擇和測定外，還可使用集落雜交法（或噬菌斑雜交法）。與此相反，作為目標的基因從特異出現的組織中將信使RNA（m-RNR）分提，通過反轉錄酶合成與mRNA互補的DNA（cDNA），將此DNA與載體結合而進行克隆化，這是最常用的方法。在這種情況下，可直接獲得所需要的遺傳信息的DNA克隆，但在cDNA由于基因內區部分缺失，而與原來基因在結構上不同。不過cDNA的這種性質，根據實驗目的多具有利之點，同時可利用被克隆化的cDNA從基因組DNA中找出原來的基因而再進行克隆化也是可能的。此外，對巳知氨基酸序列的蛋白質，認為在遺傳密碼表中有其相反對應的DNA堿基序列，據此也可被用于人工合成的DNA克隆化的方法中。