分子克隆是分子生物学的一种工作。它用于组装重组DNA分子，并指导其在宿主生物体内复制。使用克隆一词的意思是指用单个活细胞中的DNA分子来制造含有相同DNA分子的大量细胞群。分子克隆方法是现代生物学和医学许多领域的核心。
分子克隆一般使用两种不同生物的DNA序列：一是作为待克隆DNA来源的物种，二是作为活体宿主繁殖（复制）重组DNA的物种。
在分子克隆实验中，要克隆的DNA是从感兴趣的生物体中提取的，然后在试管中用酶处理，得到较小的DNA片段。然后将这些片段与载体DNA连接，产生重组DNA分子。然后将重组DNA引入宿主生物体（通常是一种易于生长的、良性的、实验室大肠杆菌菌株）。这就产生了一个生物群体，其中重组DNA分子与宿主DNA一起复制。由于它们含有外来的DNA片段，所以它们是"转基因"或转基因微生物(GMO)。
这一过程利用了这样一个事实，即单个细菌细胞可以被诱导吸收和复制单个重组DNA分子。然后，这个单细胞可以成倍地扩大，以产生大量的细菌，其中每个细菌都含有原始重组分子的拷贝。因此，所产生的细菌种群和重组DNA分子都被俗称为"克隆"。严格地说，重组DNA指的是DNA分子，而分子克隆指的是用于组装这些分子的实验方法。