在所有轉基因技術中，以微生物基因重組技術應用最為寬泛和常見。
與動植物不同的是，微生物重組技術通常需要用到專門的重組基因載體——質粒。質粒是一種細胞質遺傳因子，因此具有不穩定的遺傳特性。但相比于動植物，微生物重組技術具有周期短、效果顯著、控制性強的特點，因而廣泛應用于生物醫藥和酶制劑行業。經過多年的理論奠基，現已在微生物領域中開發出酵母表達系統、大腸桿菌表達系統和絲狀真菌表達系統，其中畢赤酵母表達系統和大腸桿菌表達系統最受歡迎，具有表達效率高（外源蛋白占細胞總蛋白的10%至40%）、生產成本低的特點，一般常見的諸如胰島素、白細胞介素、α-高溫淀粉酶、重組人p53腺病毒注射液、啤酒酵母乙肝疫苗、抗生素、飼料用木聚糖酶、殼聚糖酶等都由這兩種表達系統生產的。