病毒介導基因轉移：前述的化學和物理方法都是通過傳染方式基因轉移。病毒介導基因轉移（viral mediatedgene transfer）是通過轉換方式完成基因轉移，即以病毒為載體（vector），將外源目的基因通過基因重組技術，將其組裝于病毒上，讓這種重組病毒去感染受體宿主細胞，這種病毒稱為病毒運載體（viral vector）。如今應用的有兩種病毒介導基因轉移方法。
①反轉錄病毒載體：反轉錄病毒雖是RNA病毒，但有反轉錄酶，可使RNA轉錄為DNA，再整合到宿主細胞基因組。反轉錄病毒載體有以下的優點首先是具有穿透細胞的能力，可使近100%的受體細胞被感染，轉化細胞效率高；其次，它能感染廣譜動物物種和細胞類型而無嚴格的組織特異性；再者隨機整俁的病毒可長期存留，一般無害于細胞，但也存在缺點：這種載體只能把其DNA整合到能旺盛分裂細胞的染色體，而不適合于那些不能正常分裂的細胞，如神經元。最嚴重的問題是由于病毒自身含有病毒蛋白及癌基因，就有使宿主細胞感染病毒和致癌的危險性。因此，人們有目的地將病毒基因及其癌基因除去，僅留它們的外殼蛋白，以保留其穿透細胞的功能，試圖避免上述缺點。這種改造后的病毒稱為缺陷型病毒（defective virus）。這樣的病毒中的反轉錄酶可將RNA轉化為DNA，有助于該DNA順利進入宿主細胞的基因組，而該病毒則死亡。由于病毒整合基因組是隨機的，所以還是可能激活細胞的原癌基因，以及因隨機插入發生插入突變。
在反轉錄病毒載體中，最常用于人類的是莫洛尼（Mooney）鼠白血病病毒（murine leukemia virus;Mo-MLV），其人工構建的結構。
②DNA病毒介導載體（DNA viral mekiated vector）：DNA病毒包括腺病毒、SV40、牛乳頭瘤病毒、皰疹病毒等，一般認為這類病毒難于改造成缺陷型病毒。