GloFish, první geneticky modifikované zvíře prodávané jako domácí mazlíček
Obecným principem produkce GMO je přidání nového genetického materiálu do genomu organismu. Tomu se říká genetické inženýrství a bylo to umožněno objevem DNA a vytvořením první rekombinantní bakterie v roce 1973, tj. E. coli exprimující gen salmonely. To vedlo ve vědecké obci k obavám z možných rizik genetického inženýrství, které byly důkladně projednány na konferenci Asilomar. Jedním z hlavních doporučení z tohoto setkání bylo, že by měl být zaveden vládní dohled nad výzkumem rekombinantní DNA, dokud nebude tato technologie považována za bezpečnou. Herbert Boyer pak založil první společnost, která používala technologii rekombinantní DNA, Genentech, a v roce 1978 společnost oznámila vytvoření kmene E. coli produkujícího lidský protein inzulín.
V roce 1986 byly terénní testy bakterií geneticky upravených k ochraně rostlin před poškozením mrazem (ice-minus bacteria) v malé biotechnologické společnosti s názvem Advanced Genetic Sciences v kalifornském Oaklandu opakovaně odkládány odpůrci biotechnologie. Ve stejném roce byl upuštěn od navrhovaného terénního testu mikroba geneticky upraveného pro protein odolnosti proti škůdcům společností Monsanto.
GMO mají široké uplatnění. Používají se v biologickém a lékařském výzkumu, výrobě farmaceutických léků, experimentální medicíně (např. genová terapie) a zemědělství (např. zlatá rýže). Termín „geneticky modifikovaný organismus“ neznamená vždy, ale může zahrnovat cílené vkládání genů z jednoho druhu do jiného. Například gen z medúzy, kódující fluorescenční protein zvaný GFP, může být fyzicky spojen a tak spoluexprimován s geny savců, aby bylo možné identifikovat umístění proteinu kódovaného genem označeným GFP v buňce savců. Takové metody jsou užitečnými nástroji pro biology v mnoha oblastech výzkumu, včetně těch, kteří studují mechanismy lidských a jiných chorob nebo základních biologických procesů v eukaryotických nebo prokaryotických buňkách.
Dosud nejširším využitím technologie GMO jsou patentově chráněné potravinářské plodiny, které jsou odolné vůči komerčním herbicidům nebo jsou schopné produkovat pesticidní bílkoviny zevnitř rostliny, nebo skládaná semena znaků, která dělají obojí. Největší podíl geneticky modifikovaných plodin pěstovaných na celém světě vlastní podle společnosti Monsanto. V roce 2007 byly technologie znaků společnosti Monsanto vysazeny na 246 milionech akrů po celém světě, což je růst o 13 procent oproti roku 2006.
Transgenní zvířata se stávají užitečnými i komerčně. Dne 6. února 2009 schválil americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv první lidský biologický lék vyrobený z takového zvířete, kozy. Lék ATryn je antikoagulant, který snižuje pravděpodobnost vzniku krevních sraženin během operace nebo porodu. Extrahuje se z kozího mléka.
Transgenní zvířata se používají jako experimentální modely k provádění fenotypových testů s geny, jejichž funkce není známa. Genetická modifikace může také produkovat zvířata, která jsou citlivá na určité sloučeniny nebo stresy pro testování v biomedicínském výzkumu. Další aplikace zahrnují produkci lidských hormonů, jako je inzulín.
V biologickém výzkumu jsou transgenní ovocné mušky (Drosophila melanogaster) modelové organismy používané ke studiu účinků genetických změn na vývoj. Ovocné mušky jsou často preferovány před ostatními zvířaty kvůli svému krátkému životnímu cyklu, nízkým nárokům na údržbu a relativně jednoduchému genomu ve srovnání s mnoha obratlovci. Transgenní myši jsou často používány ke studiu buněčných a tkáňově specifických reakcí na onemocnění. To je možné, protože myši mohou být vytvořeny se stejnými mutacemi, které se vyskytují u lidských genetických poruch, produkce lidského onemocnění u těchto myší pak umožňuje testování léčby.
Transgeneze u ryb s promotory pohánějícími nadměrnou produkci růstového hormonu (GH) vedla k dramatickému posílení růstu u několika druhů, včetně lososovitých, kaprů a tilapií. Tyto ryby byly vytvořeny pro využití v odvětví akvakultury ke zvýšení produkce masa a potenciálně ke snížení tlaku rybolovu na volně žijící populace. Žádná z těchto geneticky modifikovaných ryb se dosud neobjevila na trhu, zejména kvůli obavám, které veřejnost vyjádřila z možného negativního vlivu ryb na ekosystém, pokud by unikly z chovných zařízení.
Transgenní zvířata používaná v psychologickém výzkumu
Používání GMO vyvolalo v mnoha oblastech značné kontroverze. Některé skupiny či jednotlivci považují vytváření a používání GMO za nepřípustné vměšování se do biologických stavů či procesů, které se přirozeně vyvíjely po dlouhou dobu, zatímco jiné znepokojují omezení moderní vědy plně pochopit všechny potenciální negativní důsledky genetické manipulace.
Zatímco některé skupiny obhajují úplný zákaz GMO, jiné volají po povinném označování geneticky modifikovaných potravin nebo jiných produktů. Mezi další kontroverze patří definice patentu a vlastnictví náležejících k produktům genetického inženýrství a možnost nepředvídaných lokálních a globálních účinků v důsledku množení transgenních organismů. Základní etické otázky související s genetickým výzkumem jsou diskutovány v článku o genetickém inženýrství.