基因编辑又称基因组编辑或基因组工程，是一种新兴的比较精确的能对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术或过程。其基本原理类似word程序中的查找、替换或删减，即人为地修饰宿主细胞DNA序列后，实现对特定的目的基因片段的“编辑”——敲除/敲入，从而达到改变宿主细胞的基因型的目的。
基因编辑依赖于经过基因工程改造的核酸酶，也称“分子剪刀”，在基因组中特定位置产生位点特异性双链断裂（DSB），诱导生物体通过非同源末端连接（NHEJ）或同源重组（HR）来修复DSB，因为这个修复过程容易出错，从而导致靶向突变。这种靶向突变就是基因编辑。
早期，在DNA双链特定位置造成断裂并不是件容易的事。最初的ZFN（锌指核酸酶）大大促进了基因组靶向修饰技术，但劳动量较大、周期较长；TALEN（转录激活样效应因子核酸酶）在识别靶点的特异性方面和设计方面都比ZFN更有优势，但对上下游序列依赖较高。
直到2012年，加州大学伯克利分校教授Jennifer A. Doudna和瑞典于默奥大学的教授Emmanuelle Charpentier通过体外实验，发现了在双链RNA指导下切割双链DNA断裂的内切酶家族，揭示了CRISPR（成簇的规律性间隔的短回文重复序列）/Cas9（核酸内切酶）系统在RNA指导下进行基因编辑的巨大潜力。次年，80后亚裔科学家、MIT助教张锋发表论文，首次将CRISPR/Cas9基因编辑技术改进并应用于哺乳动物和人类细胞，这项里程碑式的技术被称为“基因魔剪”。
作为第三代基因编辑技术，与ZFN和TALEN相比，CRISPR-Cas 技术利用RNA-DNA结合，而非蛋白质-DNA结合来指导核酸酶活性，简化了设计，降低了成本，提高了准确度，应用范围更广泛。
但CRISPR/Cas9仍存在一定的脱靶效应。2016年，张锋的校友刘如谦在实验室开发出了单碱基编辑器 (Base Editor) ，能够在不造成DNA双链断裂的情况下，实现C-T (或G-A) 的碱基替换，不仅提升了编辑效率和安全性，还降低了脱靶效应，更适用于普遍存在的点突变情况。
几经迭代与改良后，如今的基因编辑技术已经能实现高效定点基因组编辑，在基因研究、基因治疗和遗传改良等方面展示出巨大的潜力。
当前，基因编辑技术已经在各个领域得到广泛应用：在医学领域，基因编辑通过改变病原体的表达来治疗白血病、血友病、肌营养不良症等遗传性疾病；在农业领域，基因编辑技术可提高作物的抗病性、抗逆性产量等性能；在生物工程领域，基因编辑技术可以通过改造微生物来生产特定的蛋白质、抗原和药物等；在环保领域，基因编辑技术可以用来改造生物，比如利用基因编辑技术来改造抗性虫，从而减少农药造成的环境污染。
