Tái tổ hợp di truyền là quá trình di truyền qua đó sự kết hợp của các alen quan sát được ở các locus khác nhau ở hai cá thể bố mẹ trở nên xáo trộn ở các cá thể con.
Trong sinh học phân tử, tái tổ hợp thường đề cập đến quá trình phân tử mà biến thể di truyền được tìm thấy ở hai nơi khác nhau trong một đoạn DNA liên tục trở nên tách rời (xáo trộn).
Trong quá trình này, một hoặc cả hai biến thể di truyền được thay thế bằng các biến thể khác nhau được tìm thấy ở cùng hai vị trí trong phân tử DNA thứ hai.
Một cơ chế dẫn đến sự tái hợp phân tử như vậy là sự trao đổi nhiễm sắc thể.