克隆技术起初被应用在园艺学中，后来在医学、农业、畜牧、濒危动物保护等领域展示出广阔的应用价值。
在医学领域，克隆技术更是在人造器官甚至异种器官移植等方面起着至关重要的作用。据《生命时报》2014年报道，韩国称其已率先用成年男性组织细胞克隆出了胚胎干细胞（ES细胞）。ES细胞具有治疗众多疾病的潜在价值，包括脑、内脏、骨和其他许多组织的病变。克隆技术可以用在人体内脏器官的生产上，用于器官移植或替换体内衰老及发生病变的器官。同时，还可克隆出大量基因型相同的动物来进行临床试验，既可保证试验动物的供给，又可避免由于遗传基因不同给临床试验带来的混乱。人类还可以通过克隆自体器官避免排异反应，如培植新的皮肤、制造人造膝盖等。
克隆技术还可以应用于农业生产，如通过改良动植物基因状况或者复制基因，可以大大提高生产效率和优良品种的保存度，培育出抗虫、抗病、抗旱的农作物新品种。继兰花工厂繁殖成功后，快速繁殖开始用于重要的、经济价值高的作物新品种，如甘蔗、香蕉、柑橘、咖啡、玫瑰、郁金香、菊花、牡丹、康乃馨、桉树等。继马铃薯脱毒苗的研制成功后，又能生产草莓、葡萄、苹果、大蒜、胡萝卜、芹菜、枣等大量无性繁殖植物的脱毒苗，并将其应用于生产。
在畜牧和濒危动物保护方面，克隆技术也可以给人类带来极大的好处。母马配公驴可以得到杂种优势特别强的动物——骡，然而骡不能繁殖后代，那么优良的骡如何扩大繁殖？最好的办法是“克隆”。我国的大熊猫是国宝，但自然交配成功率低，因此已濒临绝种。如何挽救这类珍稀动物？克隆为人类提供了切实可行的途径。目前，通过胚胎分割、胚胎细胞核移、胚胎干细胞核移植、胚胎嵌合等克隆技术，可以得到大量优质珍贵动物的“拷贝”，包括山羊、猪、牛、马、猴子等，并且还有种间嵌合体动物，像绵羊-山羊嵌合体、马-斑马嵌合体和牛-水牛嵌合体。
除此之外，克隆技术对于癌生物学、免疫学、人的寿命的研究等都具有不可低估的作用。
