Quá trình chuyển gen chỉ được xem là thành công khi gen của tế bào cho đã vào được trong tế bào chủ, duy trì ổn định và có thể tích hợp vào bộ gen hoặc sao chép độc lập với bộ gen chủ và có biểu hiện gen.[5][6] Để đạt yêu cầu này, gen ngoại lai phải được thiết kế phù hợp với phương thức chuyển gen (dùng vi tiêm hay dùng súng bắn gen, dùng vectơ loại nào), tổng hợp như một phần của vectơ, được thiết kế để vào tế bào chủ mong muốn và chuyển đến bộ gen của tế bào đó
Các phương thức chuyển gen có thể là cơ học (như vi tiêm, súng bắn gen), hóa học (như chất làm dãn màng tế bào nhận, hạt nanô) hoặc sinh học (như dùng ống phấn, nhờ tinh trùng hoặc vectơ là virut hay plasmit). Điều này đòi hỏi gen ngoại lai (gen cần chuyển) phải là một thành phần của vectơ, được thiết kế để đi vào tế bào nhận sao cho trở thành bộ phận của bộ gen của tế bào nhận đó. Các vectơ được sử dụng làm phương pháp phân phối gen có thể được chia thành hai loại, virut tái tổ hợp và vectơ tổng hợp (virut và không virut).[5][7]
Trong sinh vật nhân thực, nhất là các sinh vật đa bào sinh sản hữu tính - theo lý thuyết dòng mầm - nếu gen ngoại lai được kết hợp vào tế bào mầm của vật chủ, thì tế bào chủ đã nhận gen ngoại lai có thể truyền gen sang thế hệ con, cháu của nó. Nếu gen ngoại lai được kết hợp vào tế bào xôma, gen ngoại lai được chuyển chỉ tồn tại ở dòng tế bào xôma.[8]
Kỹ thuật chuyển gen là một bước quyết định trong kỹ thuật di truyền để tạo ra ADN tái tổ hợp, và trong liệu pháp gen để gây bất hoạt gen gây bệnh nào đó.[3][4] Có nhiều phương pháp chuyển gen khác nhau cho các loại tế bào và mô khác nhau.[9]
