DNA重組（DNA recombination）實質上指的是遺傳重組（genetic recombination），也稱為遺傳改組（genetic reshuffling），是指兩個不同姐妹染色體間遺傳物質的交換。DNA重組導致后代產生不同于任一親本的新性狀。真核生物減數分裂期間的DNA重組產生新的遺傳信息，并可以從父母傳給后代。大多數DNA重組是天然存在的。
真核生物減數分裂過程中的DNA重組涉及同源染色體的配對和隨后的染色體之間的信息交換。信息交換可以通過復制完成，也可以通過DNA鏈的斷裂和修復完成。在減數分裂和有絲分裂中，重組發生在相似的DNA分子（同源序列）之間。在減數分裂中，非姐妹同源染色體彼此配對，造成非姐妹同源物之間的DNA重組。在減數分裂細胞和有絲分裂細胞中，同源染色體之間的重組是DNA修復常用的機制。
基因轉換 -同源序列的復制過程，也屬于DNA重組。
DNA重組和重組DNA的修復也發生在無性繁殖的細菌和古細菌中。
可以在實驗室（體外）環境中人工誘導DNA重組，產生用于疫苗開發的重組DNA。