Sinh vật biến đổi gen (tiếng Anh: Genetically Modified Organism, viết tắt GMO) là một sinh vật mà vật liệu di truyền của nó đã bị biến đổi theo ý muốn chủ quan của con người. Ngoài ra cũng có thể có những sinh vật được tạo ra do quá trình lan truyền của gen trong tự nhiên. Ví dụ quá trình lai xa giữa cỏ dại với cây trồng biến đổi gen có cùng họ hàng có thể tạo ra loài cỏ dại mang gen biến đổi. Sinh vật biến đổi gene có nhiều loại khác nhau. Nó có thể là các dòng lúa mỳ thương mại có gen bị biến đổi do tia điện từ (tia X) hoặc tia phóng xạ từ những năm 1950. Nó cũng có thể là các động vật thí nghiệm chuyển gen như chuột bạch hoặc là các loại vi sinh vật bị biến đổi cho mục đích nghiên cứu di truyền. Tuy nhiên, khi nói đến GMO người ta thường đề cập đến các cơ thể sinh vật mang các gen của một loài khác để tạo ra một dạng chưa hề tồn tại trong tự nhiên. Việc ứng dụng sinh vật biến đổi gen di truyền thường phục vụ cho mục đích kinh tế khoa học. Sửa đổi di truyền là đặc trưng của một sự thay đổi vị trí trong các kiểu gen của một sinh vật, trái ngược với sự ngẫu nhiên, hay đặc trưng của tự nhiên và nhân tạo đột biến theo quy trình. Động vật nói chung khó biến đổi hơn nhiều và đại đa số vẫn đang ở giai đoạn nghiên cứu. Động vật có vú là sinh vật mẫu tốt nhất cho con người, làm cho chúng được biến đổi gen để giống với các bệnh nghiêm trọng của con người, điều quan trọng đối với việc khám phá và phát triển các phương pháp điều trị. Các protein của con người biểu hiện ở động vật có vú có nhiều khả năng giống với các đối tác tự nhiên của chúng hơn là các protein biểu hiện ở thực vật hoặc vi sinh vật. Vật nuôi được biến đổi với mục đích cải thiện các tính trạng quan trọng về kinh tế như tốc độ tăng trưởng, chất lượng thịt, thành phần sữa, khả năng kháng bệnh và tỷ lệ sống sót. Cá biến đổi gen được sử dụng cho nghiên cứu khoa học, làm vật nuôi và làm nguồn thực phẩm. Kỹ thuật di truyền đã được đề xuất như một cách để kiểm soát muỗi, một vật trung gian truyền bệnh của nhiều căn bệnh chết người. Mặc dù liệu pháp gen người vẫn còn tương đối mới, nhưng nó đã được sử dụng để điều trị rối loạn di truyền chẳng hạn như suy giảm miễn dịch kết hợp nghiêm trọng và chứng mù bẩm sinh Leber. Có nhiều phản đối đã được đưa ra đối với sự phát triển của GMO, đặc biệt là việc thương mại hóa chúng. Đa phần liên quan đến cây trồng biến đổi gen và liệu thực phẩm được sản xuất từ chúng có an toàn hay không và tác động của việc trồng chúng đối với môi trường. Các mối quan tâm khác là tính khách quan và nghiêm ngặt của các cơ quan quản lý, ô nhiễm thực phẩm không biến đổi gen, kiểm soát cung ứng thực phẩm, bằng sáng chế sự sống và việc sử dụng quyền sở hữu trí tuệ. Mặc dù có sự đồng thuận khoa học rằng thực phẩm có nguồn gốc từ cây trồng biến đổi gen không gây rủi ro lớn hơn cho sức khỏe con người so với thực phẩm thông thường, nhưng an toàn thực phẩm biến đổi gen là vấn đề hàng đầu bị chỉ trích. Dòng gen, tác động đến các sinh vật không phải mục tiêu và thoát ra ngoài là những mối quan tâm chính về môi trường. Các quốc gia đã áp dụng các biện pháp quản lý để đối phó với những lo ngại này. Có sự khác biệt trong quy định phát hành GMO giữa các quốc gia, với một số khác biệt rõ rệt nhất xảy ra giữa Hoa Kỳ và Châu Âu. Các vấn đề chính liên quan đến cơ quan quản lý bao gồm liệu thực phẩm biến đổi gen có nên được dán nhãn hay không và tình trạng của các sinh vật được chỉnh sửa gen.