وکتورهای انتقال ژن معمولاً از یک اسید نوکلئیک مرتبط با یک ماده طبیعی (مثلاً بر اساس ویروس ها) یا مصنوعی (مثلاً بر اساس پلیمرها یا لیپیدها) تشکیل شده اند.

در حالی که ناقل‌های ویروسی به دلیل قابلیت‌های انتقال ژن کارآمد، بستر جذابی برای تحویل ژن ارائه می‌دهند، کاربرد بالینی آنها اغلب به دلیل الگوهای انتقال طبیعی ویروس‌ها و در بسیاری موارد، برهمکنش نامطلوب آنها با سیستم ایمنی محدود می‌شود.

الزامات طراحی برای وکتورهای انتقال ژن ایده آل را می توان در زمینه مسیر تحویل ژن درک کرد. بردارهای ژنی مؤثر مجموعه های ماکرومولکولی هستند که باید مجموعه ای از “فعالیت های” بیولوژیکی پیچیده را ادغام کنند که آنها را قادر به غلبه بر مشکلات می کند.

مجموعه ای از موانع در طول مسیر تحویل، از جمله:

1- ناوبری در فضای خارج سلولی و رسیدن به سلول های هدف

2- عبور از غشای سلولی

3- قاچاق درون سلولی به سمت هسته

4- بسته بندی و تحویل هسته ای محموله ژنتیکی

توسعه سیستم‌های تحویل که الزامات طراحی برای کاربردهای ژن درمانی را برآورده می‌کنند، در حال حاضر از طریق دو تلاش تحقیقاتی عمده دنبال می‌شوند:

1- مهندسی ویروسی، که به دنبال مهندسی مجدد ویروس‌های طبیعی برای استفاده به عنوان ناقل‌های تحویل درمانی است.

2- توسعه «ویروس‌های مصنوعی» که به طراحی مواد مصنوعی مجهز به انتقال ژن مربوط می‌شود.

توسعه وکتورها برای کاربردهای تحویل ژن، به تکنیک‌هایی نیاز دارد که قادر به توصیف کمی و کیفی بیان ژن در سیستم‌های مدل، مانند سلول‌ها، بافت‌ها و ارگانیسم‌ها باشند.

​