Zellen müssen exakt regulieren, welche Gene zu welcher Zeit genutzt werden. Nicht nur in verschiedenen Zelltypen (Nervenzellen, Darmzellen, Muskelzellen usw.) wird ein unterschiedliches Repertoire an Genen exprimiert, auch in der Entwicklung eines Organismus werden verschiedene „Sets“ gebraucht. So haben Raupe und Schmetterling das gleiche Genom, nutzen aber ganz offensichtlich unterschiedliche Genkombinationen. Auch Umweltbedingungen beeinflussen die Genexpression: Nach einem guten Essen werden Verdauungsenzyme angekurbelt, in Stresssituationen produzieren wir mehr Adrenalin.
Gene werden durch unterschiedliche Mechanismen reguliert. Am bekanntesten sind die „Schalter“ oder Promotoren, die meist vor einem Gen in der DNA Sequenz sitzen und das Ablesen eines Gens in RNA (Transkription) steuern. Wenn von einem Gen RNA transkribiert wird, so bedeutet das aber noch nicht, dass sie zur Produktion eines Proteins (Translation) auch genutzt wird. Sie kann auf Vorrat gespeichert werden oder sie kann auch ganz schnell wieder abgebaut werden. Manche RNAs haben nur eine Lebensdauer von weniger als einer Minute, andere können viele Monate in einer Zelle vorliegen. Auch diese Lebensdauer wird reguliert und man spricht von der „RNA-Stabilität„. Unter Genexpression versteht man, wie stark ein Gen abgelesen (transkribiert) wird, bzw. ob es überhaupt abgelesen wird. Die Gesamtheit der Genexpression in einer Zelle bezeichnet man als das Transkriptom.