體外操作DNA的首要步驟之一是提取載體DNA和所需要的外源目的基因。在細胞中DNA并非以游離態分子存在，而是和RNA及蛋白質結合在一起形成復合體。DNA純化的基本步驟是（1）從破壞的細胞壁和膜里釋放出可溶性的高分子DNA；（2）通過變性或蛋白質分解，使DNA和蛋白質的復合體解離；（3）將DNA從其它大分子中分離出來；（4）DNA濃度和純度的光學測定。
要進行DNA重組，首先要取得我們所需要的目的基因，而基因處于DNA長鏈中某一特定部位，現在廣泛采用的是限制性核酸內切酶降解法。這類酶能夠催化雙鏈DNA的斷裂，產生限制性片段。整個基因組可切成許多片段，通過凝膠電泳將這些片段分離。然后用能夠與目的基因特異結合的探針分別與這些DNA片段進行分子雜交，能夠與探針雜交的DNA片段就是目的基因。探針可以是目的基因所對應的mRNA；或mRNA反轉錄獲得的cDNA；或者利用目的基因表達產物的氨基酸序列，根據三聯體密碼學說推斷的堿基序列，通過化學方法合成的一段寡聚脫氧核糖核苷酸。
