科学研究.利用表达载体在细胞中生产特定的蛋白质，现在已经是实验室中常用的研究手段。根据实际需要，各种类型的系统都有可能使用。
生物制药.大部分的生物药物现在都是利用重组DNA和表达载体技术生产的，包括各类激素、疫苗、抗生素、酶等。第一种用于医疗的人类重组蛋白，胰岛素，在1982年开始投入使用。现代生物技术使得许多以前难以获取的此类药物能够进行大批量的生产，并且避免了病原体的污染。例如，用于治疗侏儒症的垂体激素，之前需要从尸体的垂体中分离，有被朊病毒污染的风险