分子偶联体（molecular conjugates）是外源DNA通过某种方式共价结合到细胞表面特异受体的配基或单克隆抗体或病毒胞膜蛋白等，利用特异的结合特性而介导外源基因导入到某一类型的细胞中。因为外源裸DNA或复合物在进入靶细胞后，DNA需要逃避内吞小泡、溶酶体及胞浆中核酸酶的降解与破坏，加之对其的一些物理化学性质仍不明了，研究人员仍需进一步努力，以解决基因治疗所面临的基因导入系统的问题。
此外，蛋白质多肽介导的基因转导系统，为合成的阳离子多肽复合物载体系统。与阳离子脂质体相比，该系统具有更强的聚合DNA的能力，可靶向转导外源性基因进入受体表达阳性的宿主细胞。最近的研究表明，它们可与DNA形成稳定的微颗粒并用于体内DNA的转导。
客观地讲,非病毒载体系统仍存在着许多亟待解决的问题,诸如高分子的降解速率、细胞和基因毒性(genotoxicity)、DNA的酶解、跨越细胞膜的屏障、DNA从载体上解离和释放，以及DNA转染至目标细胞核内的障碍等[21]。
目前,非病毒载体系统所面临的共同问题是，外源基因转导到宿主细胞后表达时间短，且基因表达关闭的机制不明确[22]，同病毒载体相比，非病毒载体转移效率不高，进入临床还需要更深入的基础研究，但无疑是未来研究的方向。