功能克隆是從異常表型人手，找出造成這種表型的代謝缺陷或蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常，如酶的失活或缺失，結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子的異常等，最后確定編碼這種蛋白質(zhì)的基因并將其定位。換句話說，這是從表型異常出發(fā)，找出導(dǎo)致出現(xiàn)異常表型的異常功能蛋白質(zhì)，根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列推導(dǎo)出編碼的核苷酸序列，以此作為探針，在基因組文庫或cDNA文庫中去篩選目的基因或目的cDNA，最后克隆和定位這種異常蛋白質(zhì)的編碼基因。與苯丙酮尿癥相關(guān)的酪氨酸羥化酶基因，與鐮刀型細胞貧血癥相關(guān)的珠蛋白基因，都是用這種方法取得成功例子。這種方法有其局限性，即只適用于克隆那些蛋白質(zhì)產(chǎn)物及其相應(yīng)功能都已清楚的基因，無法去克隆蛋白質(zhì)產(chǎn)物還不清楚的基因。