目的基因在經過體外改造後，必須進入受體細胞內才能進行擴增和生物表達。但是用於DNA重組體的目的基因，不能直接引入受體細胞。因為每種生物都是長期進化的產物，具有很強的排他性。外源DNA如果單獨進入受體細胞，必將被破壞。因此，必須有一種運載基因的載體作媒介物，才能達到目的。載體在基因工程中的作用，就像過河時必須有船一樣。載體運載外源DNA進入受體細胞，是通過在載體自身的DNA核酸序列中插人外源DNA，再進入受體細胞內進行複製，在載體DNA複製時，外源DNA分子也獲得了擴增和表達。目前經常使用的載體，有質粒和病毒兩類。各種不同的載體，儘管分子量大小、結構和用途上存在著較大的差異，但是作為載體，它們應該具備一些共同的特性：
工程運載體
1.能在受體細胞內進行獨立和穩定的DNA自我複製。在其DNA插人外源基因後，仍然保持穩定的複製狀態和遺傳特性；
2.易於從宿主細胞中分離，並進行純化；
3.在其DNA序列中，具有一至多個單一限制性內切酶位點。這些位點位於DNA複製的非必需區內，可在這些位點上插人外源DNA，但不影響載體自身DNA的複製；
4.具有能夠觀察的表型特徵，在插入外源DNA後，這些表型特徵可以作為重組DNA的選擇標誌，即標記基因。
5.對受體細胞無害，最好不影響受體基因的表達。
質粒是細菌內獨立於染色體並能自我複製的小環狀DNA分子，是在細菌細胞分裂時能穩定傳遞給子代的遺傳因子。由於細菌是一種簡單的生物，對自身活動調控的機制並非絕對完美無缺，於是它為人們巧妙施用基因偷換術提供了可能。因此，我們可以藉助於質粒，將基因或基因群帶入細菌細胞並使其遺傳信息得以表達，改變或修飾寄主細菌原有的代謝產物或產生新的物質。大腸桿菌和它的質粒DNA是DNA重組技術中最理想的載體系統，常常用來做建立基因的基因庫或當作有用物質的生產車間。
除了質粒之外，細菌病毒，也就是噬菌體病毒，還有動植物病毒等也可以作為載體。但是，質粒和病毒在作為基因工程載體時是有所區別的。利用病毒作為基因運載體時，所帶的基因一般還需要轉到受體細胞的染色體DNA中去，才能成為穩定的結構。質粒的情況也可以是這樣，但大多數情況下不是如此。質粒一旦帶有人所需要的新基因，它本身就可能成為一種穩定的重組DNA。進入受體細胞後，它多半不需要把所帶的基因轉到受體細胞的染色體上去，這樣的質粒就會進行自我複製，異源性DNA也得到了複製。這就是利用質粒作為基因運載體表現優越的地方。所以目前進行的基因工程操作，多用質粒作為基因的運載體。
對於將目的基因導入雙子葉植物和裸子植物，常常將目的基因與農桿菌的Ti質粒上的T-DNA結合，再套用農桿菌轉化法使目的基因進入植物細胞。對於將目的基因導入動物常常使用動物病毒做運載體。
