ไลบรารีcDNAคือตัวอย่างของmRNAที่บริสุทธิ์จากแหล่งที่มาเฉพาะ (ไม่ว่าจะเป็นกลุ่มเซลล์ เนื้อเยื่อเฉพาะ หรือสิ่งมีชีวิตทั้งหมด) ซึ่งถูกแปลงกลับไปเป็นแม่แบบ DNA โดยใช้เอนไซม์รีเวอร์สทรานสคริปเทสดังนั้นจึงแสดงถึงยีนที่กำลังถูกถอดรหัสอย่างแข็งขันในแหล่งที่มานั้น ภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยา การพัฒนา หรือสิ่งแวดล้อมที่มีอยู่ขณะที่ทำการแยก mRNA ไลบรารี cDNA สามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้เทคนิคที่ส่งเสริมการสร้างโคลน "แบบเต็มความยาว" หรือภายใต้สภาวะที่สร้างชิ้นส่วนที่สั้นกว่าซึ่งใช้สำหรับการระบุ " แท็กของลำดับที่แสดงออก "

ไลบรารี cDNA มีประโยชน์ในด้านพันธุศาสตร์ย้อนกลับ แต่เป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ (น้อยกว่า 1%) ของจีโนมทั้งหมดในสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งเท่านั้น

การประยุกต์ใช้ไลบรารี cDNA ได้แก่:

• การค้นพบยีนใหม่
• การโคลนโมเลกุล cDNA แบบเต็มความยาวสำหรับการศึกษาการทำงานของยีนในหลอดทดลอง
• การศึกษาเกี่ยวกับชุดของ mRNA ที่แสดงออกในเซลล์หรือเนื้อเยื่อต่างๆ
• การศึกษาการตัดต่อทางเลือกในเซลล์หรือเนื้อเยื่อต่างๆ

คลังจีโนมคือชุดของโคลนที่รวมกันแล้วแสดงถึงจีโนมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตที่กำหนด จำนวนโคลนที่ประกอบเป็นคลังจีโนมขึ้นอยู่กับ (1) ขนาดของจีโนมที่ต้องการศึกษา และ (2) ขนาดของชิ้นส่วนที่แทรกเข้าไปซึ่ง ระบบ เวกเตอร์การโคลนนิ่ง ยอมรับได้ ในทางปฏิบัติส่วนใหญ่ แหล่งที่มาของเนื้อเยื่อของดีเอ็นเอจีโนมนั้นไม่สำคัญ เนื่องจากเซลล์แต่ละเซลล์ในร่างกายมีดีเอ็นเอที่เหมือนกันแทบทุกประการ (ยกเว้นบางกรณี)

การประยุกต์ใช้คลังข้อมูลจีโนม ได้แก่:

• การหาลำดับจีโนมที่สมบูรณ์ของสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่ง (ดูโครงการจีโนม )
• ทำหน้าที่เป็นแหล่งลำดับจีโนมสำหรับการสร้างสัตว์ดัดแปลงพันธุกรรมผ่านทางวิศวกรรมพันธุกรรม
• การศึกษาหน้าที่ของลำดับควบคุมในหลอดทดลอง
• การศึกษาการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมในเนื้อเยื่อมะเร็ง

ตรงกันข้ามกับประเภทของไลบรารีที่อธิบายไว้ข้างต้น มีวิธีการสร้างไลบรารีของยีนกลายพันธุ์หลายวิธี^{[ 1 ]}สามารถนำความแปรผันตลอดทั้งยีนเข้ามาแบบสุ่มได้โดยใช้PCR ที่มีข้อผิดพลาด^{[ 2 ]}การสับเปลี่ยน DNAเพื่อรวมส่วนของยีนที่คล้ายกันเข้าด้วยกัน^{[ 3 ]}หรือวิธีการที่ใช้ทรานสโพซอนเพื่อนำอินเดล เข้า มา^{[ 4 ]} หรืออีกทางหนึ่ง สามารถกำหนดเป้าหมายการกลายพันธุ์ไปยังโคดอนเฉพาะในระหว่างการสังเคราะห์แบบde novoหรือการกลายพันธุ์แบบอิ่มตัวเพื่อสร้างจุดกลายพันธุ์หนึ่งจุด หรือมากกว่า ของยีนในลักษณะที่ควบคุมได้^{[ 5 ]}ซึ่งส่งผลให้เกิดส่วนผสมของโมเลกุล DNA สองสายซึ่งแสดงถึงตัวแปรของยีนดั้งเดิม

จากนั้น โปรตีนที่แสดงออกจากไลบรารีเหล่านี้สามารถคัดกรองหาตัวแปรที่มีคุณสมบัติที่พึงประสงค์ (เช่น ความเสถียร ความสัมพันธ์ในการจับ หรือกิจกรรมของเอนไซม์) ซึ่งสามารถทำซ้ำได้เป็นวงจรของการสร้างตัวแปรยีนและคัดกรองผลิตภัณฑ์การแสดงออกในกระบวนการวิวัฒนาการแบบกำหนดทิศทาง^{[ 1 ]}

หากต้องการสร้างคลัง mRNA (เช่น ด้วยโคลน cDNA) มีโปรโตคอลหลายอย่างที่เป็นไปได้สำหรับการแยก mRNA ที่มีความยาวเต็ม ในการสกัด DNA สำหรับคลัง DNA จีโนม (หรือที่เรียกว่า gDNA) อาจใช้การเตรียม DNA ขนาดเล็กได้

การสร้างไลบรารี cDNA ต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าได้โคลน mRNA ที่มีความยาวสมบูรณ์มาเป็น cDNA (ซึ่งจะถูกแทรกเข้าไปในเวกเตอร์ในภายหลัง) ด้วยเหตุนี้จึงมีการออกแบบโปรโตคอลหลายอย่างเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสังเคราะห์สาย cDNA สายที่ 1 และสายที่ 2 รวมถึงเพื่อให้การโคลนแบบมีทิศทางลงในเวกเตอร์มีความเป็นไปได้มากขึ้น

ชิ้นส่วน gDNA ถูกสร้างขึ้นจาก gDNA ที่สกัดได้โดยใช้เอนไซม์ตัดจำกัดที่ไม่จำเพาะเจาะจงและตัดได้บ่อยครั้ง

ลำดับนิวคลีโอไทด์ที่สนใจจะถูกเก็บรักษาไว้ในรูปของส่วนแทรกในพลาสมิดหรือจีโนมของแบคทีริโอเฟจที่ใช้ในการติดเชื้อเซลล์แบคทีเรีย

โดยทั่วไปแล้ว เวกเตอร์จะถูกขยายพันธุ์ในเซลล์แบคทีเรีย แต่หากใช้ YAC (Yeast Artificial Chromosome) ก็สามารถใช้เซลล์ยีสต์ได้ นอกจากนี้ยังสามารถขยายพันธุ์เวกเตอร์ในไวรัสได้เช่นกัน แต่กระบวนการนี้อาจใช้เวลานานและยุ่งยาก อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการถ่ายทอดสารพันธุกรรมที่สูงที่ได้จากการใช้ไวรัส (ส่วนใหญ่มักเป็นฟาจ) ทำให้ไวรัสมีประโยชน์สำหรับการบรรจุเวกเตอร์ (พร้อมกับชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อแล้ว) แล้วนำเข้าสู่เซลล์แบคทีเรีย (หรือเซลล์ยีสต์)

นอกจากนี้ สำหรับไลบรารี cDNA ได้มีการพัฒนาระบบโดยใช้ฟาจ Lambda Zap II, ExAssist และแบคทีเรีย E. coli 2 สายพันธุ์ หรืออาจใช้ระบบ Cre-Lox โดยใช้ไซต์ loxP และการแสดงออกของเอนไซม์รีคอมบิเนสในร่างกายแทนก็ได้ เหล่านี้เป็นตัวอย่างของระบบการตัดออกในร่างกาย (in vivo excision systems) ส่วนการตัดออกนอกร่างกาย (in vitro excision) เกี่ยวข้องกับการโคลนย่อย โดยมักใช้เอนไซม์ตัดจำเพาะและกลยุทธ์การโคลนแบบดั้งเดิม การตัดออกนอกร่างกายอาจใช้เวลานานกว่าและอาจต้องใช้การทำงานด้วยมือมากกว่าระบบการตัดออกในร่างกาย ไม่ว่าในกรณีใด ระบบเหล่านี้ช่วยให้เวกเตอร์เคลื่อนย้ายจากฟาจเข้าไปในเซลล์ที่มีชีวิต ซึ่งเวกเตอร์สามารถจำลองตัวเองและแพร่กระจายได้จนกว่าจะถึงเวลาใช้งานไลบรารี