Knjižnica genov je izraz za zbirke fragmentov deoksiribonukleinske kisline (DNK), ki so bili naključno klonirani iz genomov organizmov. Klonirani so kot plazmidi, ki se lahko razmnožujejo ločeno od svojih kromosomov in fagov, ki so parazitski virus, ki se prehranjuje z bakterijami. Ko se klonirajo kot plazmidi, je zbirka gostiteljskih celic in vsaka od celic vsebuje fragment DNA. Knjižnice fagovnih genov so sestavljene iz tako imenovanih fagnih lizatov, ki so ostanki uničenih celic z vstavljenim fragmentom DNK. Kadar genske knjižnice vsebujejo zbirko vseh genetskih informacij o organizmu, se štejejo za reprezentativno gensko knjižnico.
Poleg tega lahko knjižnice uporabljajo celično rekombinantno nukleinsko kislino (RNA) za privezni material in ta zbirka gostiteljskih celic z rekombinantnimi vektorji je znana kot knjižnica genov cRNA. Presejanje genske knjižnice odkrije določene celice, ki vsebujejo vektorje za kloniranje, pri čemer se določen gen išče v genski knjižnici, nato pa uporabi eno od mnogih tehnik za njihovo izolacijo in nabiranje. Ko so celice pobrane, se štejejo za klonirane. Da bi imeli razumne možnosti za izolacijo in kloniranje določenega gena, se običajno uporabljajo samo knjižnice reprezentančnih genov, saj se vsak gen in vsak originalni fragment DNK določenega genoma zbere v njem. Da bi dosegli 99-odstotno možnost lociranja določenega človeškega gena za kloniranje, bi bilo treba pregledati več kot 600,000 kloniranih celic, da bi našli želeni gen iz knjižnice reprezentativnih genov.
DNK se ekstrahira iz organizma, da se začne genska knjižnica. Knjižnica je strukturirana tako, da organizira DNK in njene tisoče različnih genov. Knjižnica postane zbirka več deset tisoč kolonij bakterij, od katerih je vsaka modulirana z fragmentom DNK iz organizma, ki vsebuje gen posebnega interesa. Knjižnice vsebujejo tudi restrikcijske encime in plazmid. Restrikcijski encimi se uporabljajo za branje informacij o nukleotidih DNK in se uporabljajo za rezanje DNK na fragmente z ločevanjem nukleotidov drug od drugega.
Isti restrikcijski encimi razrežejo bakterijske plazmide, fragmenti in plazmidi pa se združijo v epruveti, da se združijo in nastane nova kombinacija. Ti rekombinantni plazmidi se nato vrnejo nazaj v kulturo bakterij z uporabo toplotnega šoka ali elektroporacije. Ti koraki se izvajajo znova in znova, dokler se iz vseh fragmentov prvotne ekstrakcije DNK ne oblikuje celotna genska knjižnica za določen genomski organizem.