克隆技術起初被應用在園藝學中，后來在醫學、農業、畜牧、瀕危動物保護等領域展示出廣闊的應用價值。
在醫學領域，克隆技術更是在人造器官甚至異種器官移植等方面起著至關重要的作用。據《生命時報》2014年報道，韓國稱其已率先用成年男性組織細胞克隆出了胚胎干細胞（ES細胞）。ES細胞具有治療眾多疾病的潛在價值，包括腦、內臟、骨和其他許多組織的病變。克隆技術可以用在人體內臟器官的生產上，用于器官移植或替換體內衰老及發生病變的器官。同時，還可克隆出大量基因型相同的動物來進行臨床試驗，既可保證試驗動物的供給，又可避免由于遺傳基因不同給臨床試驗帶來的混亂。人類還可以通過克隆自體器官避免排異反應，如培植新的皮膚、制造人造膝蓋等。
克隆技術還可以應用于農業生產，如通過改良動植物基因狀況或者復制基因，可以大大提高生產效率和優良品種的保存度，培育出抗蟲、抗病、抗旱的農作物新品種。繼蘭花工廠繁殖成功后，快速繁殖開始用于重要的、經濟價值高的作物新品種，如甘蔗、香蕉、柑橘、咖啡、玫瑰、郁金香、菊花、牡丹、康乃馨、桉樹等。繼馬鈴薯脫毒苗的研制成功后，又能生產草莓、葡萄、蘋果、大蒜、胡蘿卜、芹菜、棗等大量無性繁殖植物的脫毒苗，并將其應用于生產。
在畜牧和瀕危動物保護方面，克隆技術也可以給人類帶來極大的好處。母馬配公驢可以得到雜種優勢特別強的動物——騾，然而騾不能繁殖后代，那么優良的騾如何擴大繁殖？最好的辦法是“克隆”。我國的大熊貓是國寶，但自然交配成功率低，因此已瀕臨絕種。如何挽救這類珍稀動物？克隆為人類提供了切實可行的途徑。目前，通過胚胎分割、胚胎細胞核移、胚胎干細胞核移植、胚胎嵌合等克隆技術，可以得到大量優質珍貴動物的“拷貝”，包括山羊、豬、牛、馬、猴子等，并且還有種間嵌合體動物，像綿羊-山羊嵌合體、馬-斑馬嵌合體和牛-水牛嵌合體。
除此之外，克隆技術對于癌生物學、免疫學、人的壽命的研究等都具有不可低估的作用。
