각각의 클론은 특정한 디옥시리보핵산(deoxyribonucleic acid/DNA) 조각들을 지니고 있으며, 하나의 DNA 절편을 클로닝하는 과정을 확장한 것이 유전자도서관이다. 첫째, 출처가 되는 DNA를 제한효소로 자른 다음 다량의 연결 반응을 통해 절편들을 모두 각각 같은 제한효소로 자른 운반체인 벡터(vector) 분자 속에 넣는다. 그 다음, 이 재조합분자들을 수많은 숙주 세균의 세포 속에 삽입시켜 형질전환시키고 다시 재조합 DNA를 가지고 있는 세균 콜로니들을 가려내어 모은다(예를 들면 항생제인 암피실린을 첨가한 배지에서 자라는 흰색의 콜로니). 각각의 클론은 잠재적으로 벡터 속으로 삽입된 DNA 절편을 대표하며, 이러한 클론들의 집합이 유전자도서관인 것이다.

이것은 작은 시험관에 담아 냉장고에 보관한다. 만일 출처가 되는 DNA가 인간의 핵에 있는 DNA라면 '인간유전자도서관'이라 부르며 그것은 잠재적으로 인간 전체 게놈의 클론들을 포함하고 있다.

완전한 유전자도서관을 대표하는 클론의 수는 게놈의 크기와 벡터의 수용능력에 달려 있다. 예를 들어, 약 1만 염기쌍을 수용하는 플라스미드 클론들로 이루어진 인간의 유전자도서관을 만들 때 인간게놈의 서열을 모두 포함하기 위해서는 10만 개 이상의 클론이 필요하다. 그러나 대장균의 게놈 유전자도서관을 만든다면, 단지 수천 개의 클론으로 충분할 것이다.

어떤 경우에는 인트론(intron：한 유전자에서 유전부호를 결정하지 않는 중재배열)을 가지고 있는 완전한 유전자 클론을 원하지 않을 수도 있다. 즉 전체 게놈이 아니라 단지 발현되는 유전자들만으로 구성된 유전자를 원할 수 있다. 예를 들어 간에서는 상보성 DNA(cDNA)도서관이라 불리는 것을 구성하여 그러한 목적을 달성할 수 있는데, cDNA란 전령RNA(mRNA)의 상보적인 복사이며, mRNA는 특정한 조직 또는 기관으로부터 쉽게 분리될 수 있다. 이렇게 만든 cDNA도서관은 특정 조직의 mRNA로 발현되는 유전자의 클론만을 포함할 것이며 mRNA가 처음 출발물질이기 때문에 인트론·프로모터(promoter：작동유전자와 구조유전자 사이에 있는 DNA 부위로 RNA중합효소가 특이적으로 결합하여 전사를 개시하는 DNA 영역) 등은 도서관에 나타나지 않는다.

cDNA를 만들기 위해서는 맨먼저 mRNA를 역전사효소로 처리하여 mRNA의 DNA복제(cDNA)를 만든다. 일단 cDNA가 만들어지면 mRNA는 제거되고, cDNA는 DNA중합효소와 뉴클레오티드로 처리하여 이중가닥으로 만든다. 이 이중가닥의 cDNA를 플라스미드 벡터에 연결하여 cDNA도서관을 만들게 된다.

도서관이란 용어는 여러 종류의 것들이 집합한 것을 의미한다. 따라서 일단 유전자도서관이 만들어지면 수천 개 혹은 그 이상의 많은 클론 중에서 필요할 때마다 흥미 있는 DNA 클론을 찾아서 분리하여 사용한다.