转基因技术的出现得益于20世纪生命科学和生物技术的巨大进步。1953年发现DNA双螺旋结构、1967年发现DNA连接酶、1970年发现Ⅱ型限制性核酸内切酶、1971年完成Ⅱ型限制性内切酶对DNA分子切割、1972年实现DNA体外重组，为转基因技术的育种应用奠定了理论和方法学基础。

转基因应用的第一波产业化浪潮，兴起于20世纪80年代的医学领域。在医药领域，以治疗糖尿病的胰岛素为例，在转基因技术应用之前，胰岛素的制备需从猪、牛等活体动物胰脏中提取。每位患者一个月的用药量需4头牛提供，成本极其高昂，而且还会出现人对动物胰岛素排异反应的风险。1982年，美国食品药品监督管理局（FDA）批准利用重组大肠杆菌生产的人胰岛素上市，是世界首例商业化应用的转基因药品。同样，与人胰岛素一样运用转基因技术的还有乙肝疫苗，科学家通过提取乙肝病毒携带者体液中的乙型肝炎表面抗原，利用基因重组技术表达病毒颗粒，将乙肝病毒抗原基因转移到其他生物细胞中，获得了多种乙肝疫苗的生产技术。根据2015年卫生统计年鉴数据，我国儿童在接种乙肝疫苗后，病毒性肝炎发病率降至1%以下，有超过2亿的儿童得到了乙肝疫苗的保护。

在环保能源领域，随着科技的进步，科学家将基因连成网络，让细胞来完成设计人员设想的各种任务，这一个个创新的过程“险象环生”，却创意无穷。为缓解照明带来的能源消耗，人类开始探寻天然的、无须耗用资源的光源。1983年，科学家选用烟草做实验，成功提取了萤火虫细胞内的发光基因，用一把神奇的“剪刀”——内切酶，将萤火虫的发光基因“剪”下来，再使用灵巧的“针线”——连接酶，将剪切获得的发光基因“缝合”到作为“载体”的细菌中，让培养后的细菌感染烟草植株，通过这样的方式让发光基因随着烟草的生长进行表述，成长为一株株人造发光植物。2017年，这项发光植物的试验被美国麻省理工学院重启，科学家将不同类型的纳米颗粒植入植物中，从而赋予植物新的特性。

在新材料或食品领域，以一杯啤酒为例，科学家利用基因工程技术将相关基因转移到酿酒酵母中，从而创造出高度絮凝的工程酵母，在基因工程这只“魔术之手”的神奇操作下，酿酒酵母的发酵性能魔幻般地显著增加，这样生产出来的“顶配啤酒”的各项性能均优于普通啤酒。

在农业领域，关于转基因农作物及其应用，有三句话特别传神，一是“转基因技术是人类科技史上应用发展最快的技术”；二是“目前批准上市的转基因食品是人类有史以来研究最透彻、管理最严格的食品”；三是“转基因技术及其产业化在激烈争论中迅猛发展”，这真实反映了农业转基因技术及其产业的发展历程与现状。例如，科学家利用基因工程技术研制的转基因抗虫作物，让农民从此不再担心虫害减产问题，从而保障人类粮食安全；科学家研制的耐除草剂转基因作物，让农民告别“锄禾日当午”的艰辛；科学家发明的高β-胡萝卜素大米让贫困地区摆脱“隐性饥饿”；科学家通过基因编辑创制的低镉水稻，让人们免受重金属超标的困扰等。