每一个植物和动物个体，从一株小草到一棵大树，从一只蚂蚁到一头大象，都是由一个细胞经无数次分裂后形成的无数个细胞组成的。每次细胞分裂时，细胞核中的遗传信息都要精确地“拷贝”并平均分配到两个分开的新细胞中，其结果是，尽管叶子和根的细胞不同，肌肉和血液中的细胞不同，但同一个植物和动物个体身上的每个细胞的细胞核中携带的遗传信息是完全相同的。从理论上讲，从动物和植物上取下任何一个细胞，在合适的条件下都能发育成一个新的个体。因为新个体携带的遗传信息和原来个体所携带的遗传信息完全相同，所以也都能克隆。新的个体应是原来个体的“复制品”，这种现象叫做“细胞的全能性”，只有具有全能性的细胞能够克隆，失去全能性的细胞就不能了。

当然，高等动物的受精卵还暂时具有全能性。包括人类在内的高等动物，严格按照有性繁殖的方式繁衍后代，即分别来源于雌雄个体的卵细胞和精子细胞融合，形成受精卵，受精卵经过不断分裂最后孕育成一个新的个体。这就说明，在高等动物体内，只有受精卵能够实现细胞的全能性。这种有性生殖的后代分别继承了父母各一半的遗传信息。所以，要使受精卵进行无性繁殖，科学家必须经过一系列复杂的操作程序。首先要用外科手术除去受精卵的细胞核，或用辐射等手段使受精卵内的细胞核失去活性，然后再用注射器将另一个个体的细胞核转换到已去除细胞核的受精卵中。20世纪50年代，科学家用上述方法已经成功地无性繁殖出一种两栖动物。

当受精卵发育成胚胎细胞时，部分动物的胚胎细胞还具有全能性，也还能利用它进行克隆。这种研究是从胚胎分割研究入手的，当牛的受精卵细胞经数次分裂后形成一个小细胞团──胚胎时，科学家将胚胎分成两半，并分别移植到两只母牛的子宫中，最后生出了两只“双胞胎牛”。随后，科学家们又开始进行胚胎细胞的核移植研究。当一个受精卵经过分裂形成数个或十几个细胞后，将这些细胞分开，再将这些细胞的细胞核取出，分别移植到别的已去掉细胞核的受精卵或细胞中，再分别移植到雌性动物的子宫中孕育成熟。这样，一个受精卵就产生了大量“多胞胎”。核移植后的细胞，分裂后获得的第二代细胞还可以再进行核移植，还有第三代、第四代……这样一个受精卵就会产生无限多的“多胞胎”，这种核移植的技术也是克隆技术中的一种。

在动物上一直采用卵细胞、受精卵细胞以及胚胎细胞来进行克隆，直到英国科学家维尔穆特博士采用羊的体细胞克隆成功。他培育成功的绵羊“多利”，因其细胞核来自一头成年绵羊身上的乳腺细胞，这比胚胎细胞克隆更进了一大步。因为乳腺细胞作为一种体细胞已失去全能性，克隆羊“多利”的科学意义正在于此。

克隆技术的应用十分广泛。首先，它是种植业和畜牧业中选育遗传性质稳定的优质品种的理想手段。

其次，克隆技术在医学领域的应用具有十分诱人的前景。目前，美国、瑞士等国已经能够利用克隆技术培植的人体皮肤进行植皮手术。不久前，有一位美国妇女在一次煤气炉意外爆炸中受伤，75%的身体被严重烧伤。医生从她的身上取下一小块未损坏的皮肤，送到一家生化科技公司。一个月后，该公司利用先进的克隆技术培植出了一大块健康的皮肤，使患者迅速地痊愈了。这一新成就避免了异体植皮可能出现的排异反应，给病人带来了福音。科学家预言，在不久的将来，他们还将借助克隆技术“制造”出人的乳房、耳朵、软骨、肝脏，甚至心脏、动脉等组织和器官，供应医院临床使用。