目前常用的病毒有反轉錄病毒（retrovirus）、腺病毒（adenovirus）、腺相關病毒（adeno-associated virus）與簡單?疹病毒（herpes simplex virus, HSV）等。這些病毒各有其優缺點（表1.5），如反轉錄病毒為最早使用也是最普遍的載體，它可將目標基因崁入細胞染色體，因此可長期表現所需蛋白質，但反轉錄病毒只能將基因送入會分裂的細胞，對於體內許多不會分裂的細胞（如腦、神經細胞）則無法成功。同時，若目標基因被崁入染色體內調控細胞生長的基因位置而將其截斷，則可能引發癌症。腺病毒則可感染不分裂細胞（quiescent cell），同時也已用來作為預防呼吸道感染的疫苗，因此也可作為基因治療載體，不過臨床實驗中發現會產生強烈副作用，此乃因腺病毒本身基因也會在細胞內表現，而誘發強烈的免疫反應，因此新開發的載體已作改良將病毒本身基因去除。腺相關病毒則是另一種可將基因崁入染色體的病毒，此病毒本身並不會造成病症，因此相對安全，但在製造此病毒時，需要利用腺病毒提供必要蛋白質，因此在製造腺相關病毒後，需確保裡面並不含有腺病毒才不會造成不必要副作用；此外，腺相關病毒本身非常小，因此所能攜帶目標基因大小只能到4.5kb，因而限制了它的用途。至於簡單?疹病毒則可感染神經細胞，因此適合用於治療神經退化性疾病，如帕金森氏症，艾茲海默症等。

1-6-2　非病毒載體（nonviral vector）
　　可利用裸露DNA（naked DNA）直接將帶有目標基因的質粒DNA以注射或點滴送入體內，此方法非常簡便，但往往DNA送入細胞效率不高；即使DNA進入細胞，裸露DNA也容易被細胞內酵素分解，而無法進入細胞核內表現。目前有人嘗試製備人造人類染色體（human artificial chromosome）解決被分解的問題，但人造染色體為相當大的分子，並不易進入細胞。
　　 磷脂質（phospholipid）為同時帶有親水與疏水性質的分子，當磷脂質濃度夠高時其疏水端會自發性聚集而形成微脂粒（liposome）。若與DNA混合，則其疏水端可將DNA包覆起來，而將親水端暴露在外。由於細胞膜主要成分亦為磷脂質，因此磷脂質與細胞膜接觸時可利用融合現象將DNA送入細胞。此方法已廣泛使用於DNA 轉染（transfection）入細胞，因此也被用於基因治療，但一般而言，微脂粒傳送效率並不高。

　　DNA複合物原理與微脂粒類似（圖1.8），但磷脂質由一設計之複合物取代，此複合物一般由兩部分組成：聚陽離子（polycation）與配體（ligand）。聚陽離子常用聚離胺酸（polylysine），因其所帶正電可吸引DNA上負電，並進而將它包覆起來；而配體則負責與細胞上受體結合並進入細胞。視所結合受體不同，配體可為醣蛋白、抗體、醣類或其他生物分子，DNA在進入細胞內後，可形成內核體（endosome）而逃避酵素分解DNA，並將DNA送入細胞核。

　　根據缺陷基因的不同，基因治療可有不同的策略：基因置換、基因修正、基因修飾及基因失活等。前三種方法主要是使修復之正常基因在細胞核表現以彌補蛋白質不足，但有些疾病卻是因為蛋白質表現過多造成，此種情形則須抑制其基因表現。目前常用的策略有利用反義RNA（antisense RNA）。當基因轉錄後，首先形成單股RNA，此時可導入與其序列互補的反義RNA使二者結合，因此後續的轉譯過程便被阻止，而使蛋白質合成無法繼續進行。反義RNA可在體外合成或以質粒形式送入細胞內表現，以達到抑制基因表現的目的。

　　除了用於遺傳疾病的治療，基因療法也被用於治療其他疾病如心血管疾病與癌症。例如1980年代證實血管增生（angiogenesis）可由不同的生長因子刺激，如血管內皮細胞生長因子（VEGF）與纖維母細胞生長因子（FGF），因此血管栓塞等疾病便有可能以載體送入VEGF的基因來促進血管增生以治療。至於癌症的形成則往往與致癌基因（如ras）過度表現以致正常細胞過度生長或轉化，或抑癌基因（如p53）未表現以致癌細胞過度繁殖有關。對於前者可利用反義技術抑制致癌基因表現，對於後者則可利用基因載體將抑癌基因送入癌細胞以抑制腫瘤擴散。另一種方法則是以表現產物直接破獲癌細胞，如腫瘤壞死因子（TNF）。將TNF基因導入癌細胞可使腫瘤組織分泌TNF而直接破壞腫瘤。