基因合成已成為基因工程的一種新應用，它利用寡核苷酸和不同的組裝方法來產生通常被克隆到質粒載體中的雙鏈DNA片段。當今採用的眾多方法根據DNA的長度和復雜性以及其他因素（例如知識產權或高通量和自動化能力）而有很大差異。儘管合成基因可以很容易地通過互聯網訂購，但是所使用的方法通常是基本的基因工程方法，因此可以使用典型的試劑和程序在分子生物學工作台上進行基因合成。



一般而言，DNA合成依賴於組裝個別預合成的寡核苷酸，通常通過基於PCR的反應（例如SCR：順序鏈反應）或通過連接預定義的可重複使用的寡核苷酸（Slonomics技術），然後採用標準克隆程序進行組裝和最終的質量控制。寡核苷酸通常是從商業供應商處訂購的，因為寡核苷酸合成的過程已經自動化，並且寡核苷酸可以非常經濟地生產。

全基因合成標準化學寡核苷酸合成是延長核苷酸鏈的循環過程從3'到5'端。在1980年代初期開發的亞磷酰胺四步法將酸活化的脫氧核苷亞磷酰胺與固體支持物上的脫氧核苷偶聯。儘管這是大多數商用寡核苷酸合成器當前使用的選擇方法，但基因合成中寡核苷酸使用的規範要求對數量和質量進行調整。由於基於PCR的方法本質上容易出錯，原因是與PCR擴增過程中引入的寡核苷酸合成和序列突變相關的錯誤率很高，基因合成在很大程度上取決於具有最大序列準確性的寡核苷酸。