พันธุวิศวกรรม คือ การออกแบบ ตัดต่อ สารพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอ หรือยีน ด้วยเทคโนโลยี เพื่อให้ได้สิ่งมีชีวิตที่มีสมบัติดีกว่าเดิมตามที่เราต้องการ เช่น พืชจีเอ็มโอ

พันธุวิศวกรรม (Genetic Engineering) คือการนำความรู้ต่างๆ ที่ได้จากการศึกษาชีววิทยาระดับโมเลกุล มาประยุกต์ใช้ในการปรับเปลี่ยน ดัดแปลง เคลื่อนย้าย ตรวจสอบ สารพันธุกรรม และผลิตภัณฑ์ของสารพันธุกรรม และโปรตีนของสิ่งมีชีวิต เพื่อนำมาใช้ให้เป็นประโยชน์

โดยปกติแล้ว พันธุวิศวกรรม จะเป็นการตัดต่อยีนหรือเป็นการย้ายยีนจากสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง มาใส่เข้าไปในสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง ทำให้เกิดการถ่ายทอดของยีน และลักษณะที่ยีนนั้นได้ทำการควบคุมอยู่ เพื่อให้สิ่งมีชีวิตที่ถูกนำยีนใส่เข้าไป มียีนที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ

โดยอาจทำการเพิ่มปริมาณยีนขึ้นอีก เพื่อให้มีปริมาณที่มากเพียงพอที่จะนำไปทำให้ได้ผลผลิตมีคุณภาพที่ดีขึ้น และทำให้ได้ปริมาณของผลผลิตที่สูงขึ้นอีกด้วย โดยที่พันธุวิศวกรรมอาจจะทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตรูปแบบใหม่ ที่อาจไม่เคยปรากฏในธรรมชาติมาก่อน

ตัวอย่างพันธุวิศวกรรม ได้แก่ การใส่ยีนที่สร้างฮอร์โมนอินซูลินเข้าไปในแบคทีเรีย หรือยีสต์ เพื่อให้สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ สามารถผลิตฮอร์โมนอินซูลินได้ แล้วทำการเพาะเลี้ยงสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ให้ได้ในปริมาณที่มาก เพื่อจะได้ผลิตฮอร์โมนอินซูลินได้มากตาม โดยสามารถนำมาทำการสกัดให้บริสุทธิ์เพื่อใช้ทำการรักษาผู้ป่วยที่เป็นโรคเบาหวานได้ เป็นต้น

สิ่งมีชีวิตที่ได้จากพันธุวิศวกรรมที่เกิดจากการเคลื่อนย้ายยีนเรียกว่า สิ่งมีชีวิตเคลื่อนย้ายยีน (Transgenic Organisms) อย่างในกรณีของพืชก็จะถูกเรียกว่า พืชเคลื่อนย้ายยีน หรือพืชดัดแปลงพันธุกรรม (Transgenic Plants) แต่มักจะเรียกสิ่งมีชีวิตที่ได้จากพันธุวิศวกรรมรวมๆ โดยทั่วๆ ไปว่าเป็น “สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม” หรือ “สิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรม” เรียกเป็นภาษาอังกฤษย่อๆ ว่า จีเอ็มโอ

จีเอ็มโอ ย่อมาจากคำว่า Genetically Modified Organisms (GMOs) คือ สิ่งมีชีวิตซึ่งไม่ว่าจะเป็นพืชหรือสัตว์ หรือแบคทีเรีย หรือจุลินทรีย์ ที่ถูกดัดแปลงพันธุกรรมจากกระบวนการทางพันธุวิศวกรรม โดยการตัดเอายีนของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง มาใส่เข้าไปในยีนของสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง โดยตามปกติไม่เคยผสมพันธุ์กันได้ในธรรรมชาติ เพื่อให้สิ่งมีชีวิตชนิดนั้น มีคุณลักษณะหรือคุณสมบัติตามที่ต้องการ

ตัวอย่างเช่น นำยีนทนความหนาวเย็นจากปลาขั้วโลก มาผสมกับมะเขือเทศ เพื่อให้มะเขือเทศปลูกในที่ที่อากาศหนาวเย็นได้ นำยีนจากแบคทีเรียชนิดหนึ่งมาใส่ในยีนของถั่วเหลือง เพื่อให้ถั่วเหลืองทนทานต่อยาปราบวัชพืช นำยีนจากไวรัสมาใส่ในมะละกอ เพื่อให้มะละกอต้านทานโรคไวรัสใบด่างวงแหวนได้ เป็นต้น

พืชจีเอ็มโอ (GMOs) ที่มีขายตามท้องตลาดในปัจจุบัน ได้แก่ ถั่วเหลือง ข้าวโพด มันฝรั่ง มะเขือเทศ มะละกอ ฝ้าย เป็นต้น

อย่างไรก็ดี “พันธุวิศวกรรม” ก็ยังมีประเด็นที่เป็นปัญหาถกเถียงในวงกว้าง ทั้งเรื่อง “การโคลนมนุษย์” ที่เป็นประเด็นทางด้านศีลธรรม จริยธรรม และปัญหาความปลอดภัยต่อสุขภาพ รวมทั้งปัญหาการผูกขาดทางธุรกิจของ “พืชจีเอ็มโอ” ซึ่งทั้งสองเรื่องเป็นปัญหาที่สำคัญ และมีผลกระทบต่อมนุษยชาติทั้งในเชิงลึก และในวงกว้าง รวมทั้งมีความละเอียดอ่อนและซับซ้อน ไม่ใช่เรื่องที่จะสามารถตัดสินได้โดยง่ายดาย