包括细胞器的移植；各种大分子物质（包括DNA片段或特定的基因、信使核糖核酸、蛋白质、激素、酶类、荧光抗体、药物及染料等）向细胞、细胞核内的显微注射、异种精子向卵子内的注射、哺乳动物胚泡的显微注射；各种动物的卵子和胚胎、特别是体积极小的哺乳动物卵子和胚胎在体外培养条件下的显微切割、胚胎细胞的交换、重组和聚集以及显微辐射（即用微束紫外光或激光在显微镜下轰击细胞内的某一部分精细结构）等一系列技术。
这些技术的建立对于研究个体发生和细胞分化、核质关系、细胞的结构和生物大分子的功能、细胞的诱变与杂交、基因表达与发育调节、外源遗传物质对细胞、原生质体或生物体的作用等方面均有重要作用。
有些显微操作技术如胚胎切割、嵌合体制作，显微注射外源基因以获得转基因动物等已开始应用到大家畜上；细胞核移植已用于经济鱼类的克隆。
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