DNA ligase é uma enzima que repara irregularidades ou quebras na estrutura das moléculas de DNA de fita dupla. Ela tem três funções gerais: sela reparos no DNA, sela fragmentos de recombinação e conecta fragmentos de Okazaki (pequenos fragmentos de DNA formados durante a replicação do DNA de fita dupla). A DNA ligase funciona formando uma ligação entre a extremidade de um nucleotídeo "doador" e a extremidade de um nucleotídeo "aceitador".
Existem dois tipos principais de DNA ligase - o primeiro é encontrado apenas em células procarióticas (células sem núcleo, como bactérias). O segundo é encontrado em células eucarióticas (células com núcleo, como as de plantas e animais), bem como em vírus e bacteriófagos. Além disso, os mamíferos têm quatro subtipos de ligases que variam em sua função; A DNA ligase III, por exemplo, contém uma proteína de reparo de DNA, chamada XRCC1, que sela a quebra na fita de DNA que ocorre durante o reparo por excisão de nucleotídeos. Em geral, DNA ligases eucarióticas são muito maiores do que suas contrapartes procarióticas; a menor DNA ligase é produzida pelo bacteriófago T7.
Como a DNA ligase desempenha um papel tão importante na assistência ao reparo e replicação do DNA, ela é um componente importante dos experimentos de recombinação genética, incluindo a clonagem.