Esse tipo de clonagem objetiva a produção de organismos idênticos ao progenitor. A técnica, que é chamada de transferência nuclear, consiste basicamente na retirada do núcleo de uma célula adulta e sua introdução em um óvulo do qual foi retirado o núcleo e, assim, não apresenta mais material genético. Em seguida, essa célula é transferida para o útero do organismo, que dará continuidade ao desenvolvimento do embrião. Esse foi o procedimento realizado para a criação da ovelha Dolly.

Entretanto, esse tipo de clonagem apresenta alguns problemas, como a morte precoce dos clones e a presença de anormalidades provocadas possivelmente por falhas na reprogramação do genoma. A clonagem reprodutiva mostra-se mais eficaz quando realizada por meio da transferência de núcleos de células embrionárias em vez de núcleos de células adultas.

A clonagem terapêutica é realizada por meio de um procedimento semelhante ao da clonagem reprodutiva, no qual o DNA de uma célula adulta é retirado e introduzido em um óvulo sem a presença de material genético. No entanto, diferentemente da clonagem reprodutiva, a célula não é introduzida em um útero para se desenvolver. Após algumas divisões, as células-tronco (células com grande capacidade de divisão e diferenciação, podendo, assim, tornar-se outros tipos celulares) são direcionadas para a formação de tecidos idênticos aos do doador.

A clonagem terapêutica poderia ser utilizada no tratamento de algumas doenças – como problemas cardíacos, de forma a substituir um tecido cardíaco após um infarto – ou em transplantes. Com essa técnica, seriam reduzidos os problemas de rejeição, já que o material utilizado no tratamento teria sido produzido a partir do organismo doente.