阳离子高分子载体是通过电荷相互作用与带负电的DNA分子形成聚电解质复合体（polyelectrolyte complexes）,复合物通过内吞或内噬作用进入细胞，在细胞内紧密的复合物可以保护DNA免受核酸酶的降解。一般细胞通过胞吞摄取DNA/高分子复合物。胞吞是一个复杂的过程，包括结合、内在化（internalization）、形成内体（endosome）、溶酶体融合和裂解等。内体中的pH为5.5，在pH为5～7的具有高缓冲力的阳离子高分子如聚乙烯亚胺（PEI）具有较高的转染率。近年来各种天然和合成的阳离子高分子用作基因传递系统[7],包括PEI[8]、聚酰胺胺树形高分子（dendrimer） [9]、脱乙酰壳多糖（chitosan）[10]、明胶[11]、阳离子多肽[12]、阳离子聚酯[13]、阳离子聚磷酸酯[14]、聚乙烯基吡啶盐、聚（二甲氨基）乙基甲基丙烯酸酯等。
另外一些两亲性高分子如聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚乙烯醇（PVA）和三嵌段聚合物PEO-TO-EO，其亲水性部分通过氢键、范德华力等与DNA分子相互作用。疏水性部分覆盖在DNA分子周围，导致DNA表面具有一定疏水性PVP，PVA与DNA在生理盐水中相互作用，可以在一定程度上增加DNA的稳定性[15]。
最近，两名日本研究人员以螃蟹壳等所含的脱乙酰壳多糖为基础，与要植入的基因结合在一起，成为一种DNA复合体，其表面还附着一层黏着乳糖氧化物或麦芽糖氧化物等糖链的聚乙二醇。由糖分子连接起来的糖链，特别是麦芽糖容易和细胞表面的蛋白质结合，从而能够提高基因植入的效率。此外，这种新型载体带有负电荷，因此不容易与血液里带负电荷的蛋白质结合在一起形成血栓。
两位科学家使用这种载体进行转基因试验时，把萤火虫的基因植入到老鼠的特殊细胞里，结果表明，其效率比一般的载体要高约130倍。据专家认为，这一技术可应用到动、植物的转基因操作及基因疗法上。
