轉基因技術已廣泛應用于醫藥、工業、農業、環保等領域。
醫學
醫學中轉基因技術的應用范圍很廣。動物轉基因技術可以創造診斷和治療人類疾病的動物模型，可克服單純依靠自然突變體的局限。
轉基因技術還應用于蛋白質多肽藥物的生產，如生產胰島素、干擾素、免疫球蛋白、促紅細胞生成素、尿激酶、人血紅蛋白、人表皮生長因子、粒細胞等等珍稀藥物；還可利用動植物生產疫苗，主要包括乙肝表面抗原基因，口蹄疫病毒蛋白基因，狂犬病病毒G蛋白基因等。
工業
工業領域的應用主要指在食品工業中的應用，主要包括：（1）對工業發酵食品菌種如酵母菌和乳酸菌的改良；（2）生產食品添加劑和加工助劑；（3）制造有益于人類健康的保健成分或有效因子，攜帶不同目的基因的轉基因動植物可以成為人類治療各種疑難雜癥的資源豐富的藥庫。
例如，目前廣泛使用的啤酒酵母、食品酶制劑、奶酪等，很多都是用轉基因技術生產出來的。
農業
轉基因生物技術可以加快農作物的生長速度、增強抗病性、增加產量、增強對環境的適應能力、增強抵抗除草劑和殺蟲劑的能力。全世界進入田間試驗的轉基因植物已超過500種，但國內轉基因食品的范圍還比較小。
①將抗除草劑基因轉入到栽種的作物里面，能有效地防治田間雜草，保護作物免除藥害。從植物和微生物中已克隆出多種不同類型抗除草劑的基因。
②昆蟲對農作物生產危害極大，但對付昆蟲的主要方法仍然是化學殺蟲劑。將抗蟲基因轉入作物體內，由作物本身合成殺蟲劑，使農作物本身具有抗蟲特性，這樣就會減少化學殺蟲劑的使用。
③將一些抗逆境基因克隆后轉入植物可以提高植物對干旱、低溫、鹽堿等逆境的抗性。
漁業
利用轉基因技術可以改善魚類養殖性能，增強其抗寒抗病能力，已有多種哺乳類和鳥類的基因被成功地整合到魚類的基因組中，使轉基因魚的肌肉蛋白含量和飼料轉換率明顯提高，生長速度加快。
此外還可以生產醫藥制品，譬如將人胰島素基因導入斑馬魚卵子中，其受精孵化后可生成胰島素產物。還可利用轉基因技術培養觀賞魚等用途。
畜牧業
轉基因技術在畜牧業有著廣闊的應用前景。首先可以改良畜禽生產性狀。通過轉基因技術，可使動物自身合成某些氨基酸，改變其生長調節系統，促進其生長性能，提高飼料的利用效率和縮短生長周期等。其次轉基因技術的應用可以提高畜禽抗病能力。
對于某些疾病，如果可以從抗該病的動物中提取有關基因，將其轉移給易感動物品種，則有希望培育出抗該病的品種。此外，可將病原體致病基因的反基因導入畜禽細胞，使病原體所產生的mRNA不能表達，從而起到抗病作用。
環境保護
“DNA探針”可以十分靈敏地檢測環境中的病毒、細菌等污染，且不易因環境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉化污染物。通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級細菌”可以分解石油中的多種烴類化合物，有的還能吞食轉化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒性物質 [19] 。