過去科學家利用自然配種方法篩選產生具有特定性狀的純品系小鼠，并且發現部分基因的突變與缺失對生物體會產生顯而易見的影響。例如白子小鼠是由于體內酪胺酸酵素發生突變，無法制造出黑色素，小鼠因而呈現純白的毛色以及鮮紅的眼睛。然而，能夠藉由外表型態變化所找出來的功能基因畢竟有限，因此，成功地應用于小鼠的基因剔除技術便成為科學家研究基因功能的有利工具。

基因剔除技術的目的，在于針對單一基因進行破壞，使失去基因的生物體無法產生該基因的蛋白質，藉由實驗與觀察來預測基因可能具備的功能。剔除基因的實驗原理，是把制作好的基因剔除載體以電破法方式，利用電流造成細胞膜通透性增加，使載體進入胚胎干細胞內，然后藉由 DNA 同源重組機制破壞染色體上正常的基因結構，而這些胚胎干細胞要如何長成一只獨立小鼠呢？方法就在于將胚胎干細胞送回正常囊胚期胚胎，并且移入代理孕母的子宮內發育成長。

小鼠胚胎干細胞乃是從受精后第 3.5 天的囊胚取得。胚胎干細胞的特色，在于具有分化成為小鼠各種器官組織的潛力，卻不能分化產生胎盤等胚胎外組織，因此無法像受精卵般在子宮內單獨發育成小鼠。因此，要讓體外培養的干細胞長成小鼠，必須把干細胞再一次送入囊胚之中，和寄主囊胚中的胚胎細胞混合，共同在代孕母鼠子宮內發育生長。小鼠出生后全身上下的各種組織就會由兩種胚胎細胞共同混合組成，就像馬賽克拼圖一般，我們通稱為嵌合鼠。

嵌合鼠配種后的第一代可以經由 DNA 檢驗以確認染色體對偶基因之一是否帶有突變的基因，稱為異型合子。再將兩只同為異型合子的公母鼠互相配種，第二代有四分之一的機率能夠產生同型合子的小鼠，這時小鼠體內所有細胞的對偶基因都帶有突變，無法表現蛋白質。研究人員便能夠觀察小鼠在生長、發育、以及行為表現上所產生的異常，找出可能的原因機制。許多人類先天性的遺傳疾病，與后天發展的疾病諸如：癌癥、神經退化、老化等問題，科學家藉由改變小鼠遺傳基因的實驗也已經成功地產生同樣的病征。這些研究不僅證實了疾病與基因的關聯性，對于尋找有效的治療方法也同樣帶來了許多貢獻。