由于基因的獨立分配或連鎖基因之間的交換而在后代中出現親代所沒有的基因組合。
原核生物的基因重組有轉化、轉導和接合等方式。受體細胞直接吸收來自供體細胞的DNA片段,并使它整合到自己的基因組中,從而獲得供體細胞部分遺傳性狀的現象,稱為轉化。通過噬菌體媒介,將供體細胞DNA片段帶進受體細胞中,使后者獲得前者的部分遺傳性狀的現象,稱為轉導。自然中轉導現象較普遍,可能是低等生物進化過程中產生新的基因組合的一種基本方式。供體菌和受體菌的完整細胞經直接接觸而傳遞大段DNA遺傳信息的現象,稱為接合。細菌和放線菌均有接合現象。高等動植物中的基因重組通常在有性生殖過程中進行,即在性細胞成熟時發生減數分裂時同源染色體的部分遺傳物質可實現交換,導致基因重組。基因重組是雜交育種的生物學基礎,對生物圈的繁榮昌盛起重要作用,也是基因工程中的關鍵性內容。
從廣義上講,任何造成基因型變化的基因交流過程,都叫做基因重組。而狹義的基因重組僅指涉及DNA分子內斷裂—復合的基因交流。真核生物在減數分裂時,通過非同源染色體的自由組合形成各種不同的配子,雌雄配子結合產生基因型各不相同的后代,這種重組過程雖然也導致基因型的變化,但是由于它不涉及DNA分子內的斷裂c復合,因此,不包括在狹義的基因重組的范圍之內。