在完成了基本的細胞培養、使細胞達到較好的狀態后，下一步就是將外源的核酸分子導入到細胞中，以觀察、檢測其對細胞狀態產生的影響。
轉染是細胞實驗最常見的基因導入技術，是將外源核酸分子（DNA或RNA等）導入到哺乳動物細胞內的技術。隨著分子生物學和細胞生物學研究的不斷發展，轉染已經成為研究和控制真核細胞基因功能的常規工具。在研究基因功能、調控基因表達、突變分析和蛋白質生產等生物學試驗中應用越來越廣泛。常見的將外源核酸導入到細胞內的轉染方法有：化學轉染法（脂質體/非脂質體轉染/PEI轉染），電轉染（物理轉染法）和病毒轉染法（逆轉錄病毒和腺病毒介導）。下面就這幾類方法中比較常見的進行一下介紹。
1. 化學轉染法
這類方法一般是以化學材料包裹核酸分子，并將其轉運至細胞內的過程。以常見的脂質體\非脂質體轉染法為例，其原理主要在于材料表面帶有正電荷，能與DNA的磷酸根通過靜電作用將DNA分子包裹入內，形成DNA－脂質復合物，這個復合物同時也能被表面帶負電荷的細胞膜所吸附，再通過細胞的內吞作用將外源的DNA分子傳遞進入細胞內，形成包涵體或進入溶酶體。進入溶酶體的DNA分子，會被溶酶體降解掉，從而失去其作用；另一部分DNA分子能從包涵體內釋放，并進入細胞質中，經過一系列的傳遞過程，再進入細胞核內，進行轉錄和表達。非脂質體轉染法原理與脂質體轉染法基本一致，但非脂質體主要為一些陽離子聚合物，其分子相對更小，對于細胞的毒性作用也更小，更容易被細胞所吸收。全式金公司的TransIntroTM EL Transfection Reagent （ FT201 ），就是這樣一款非脂質體轉染試劑。適用于將DNA、RNA轉入真核細胞；該轉染試劑轉染效率高，對原代細胞和難轉細胞也能得到較好效果，細胞毒性極低，轉染時可以有血清和抗生素的存在；對貼壁細胞和懸浮細胞均可轉染。
這類方法的優點主要在于操作簡單，對于技術操作要求不高，且對于很多永生化的細胞系的轉染效率可以符合實驗者的需求。其缺點主要在于有些類型的脂質體對于一些細胞毒性較大，轉染后死亡較多；且對于很多終末分化的細胞轉染效率不是很理想。
2. 物理轉染法
這類方法主要以電轉染法為主，原理是通過瞬時高脈沖電壓作用于細胞幾微秒到幾毫秒之后，破壞細胞膜的電位，在細胞膜上暫時形成小孔或開口，把大分子如DNA等導入細胞并最終進入細胞核的技術。電擊所產生的小孔是可以自發恢復的，但前提是電擊所使用的脈沖電壓和這個過程中所產生的熱量是細胞所能承受的。電轉染法對于轉染條件要求較高，很多條件，如：電轉的電壓、持續時間、細胞類型、質粒的構象、溫度等均會對電轉效率產生影響。電轉條件不合適，容易造成轉染效率降低甚至細胞大量死亡。由于是物理打孔的方法效率相對較高，所以這種方法對于一些比較難轉染的原代細胞應用較多。目前市面上已有商品化的電轉染儀，對于常見的細胞，有些廠家也給出了推薦的轉染條件。
這類方法的優點主要在于能將外源核酸分子導入大量的細胞中，如果長期大量做同一種細胞，且條件摸索成熟后，成本較低，操作速度也較快；可用于轉染的細胞種類也較多。電轉染法的缺點也比較明顯：不同的細胞可能需要不同的轉染條件，摸索條件所需要的時間和工作量較大；細胞電擊的過程中有可能造成細胞的大量死亡；電擊轉染法需要的細胞量相對較多。
3. 病毒轉染法
病毒轉染法是一種通過病毒將目的基因導入到細胞的方法，侵染細胞所使用的病毒為實驗室內組裝，其組裝元件分布于不同的病毒包裝載體上。由于包裝病毒的載體中設計有實驗所需要的目的基因，故在包裝完成的病毒中會含有這些基因。然后將包裝完成的病毒去侵染靶細胞，從而達到將基因導入到細胞內的目的。由于病毒對于靶細胞的侵染效率較高，故對于一些較難轉染的細胞，如原代細胞、干細胞、不分化的細胞等，能大大提高目的基因轉導效率。由于病毒的繁殖和變異能力都較強，并且有些病毒（如HIV）對于人有感染性，故實驗中所使用的包裝病毒的載體組裝的病毒均為復制缺陷型，理論上不具有二次侵染能力。用于基因導入實驗的病毒種類較多，其中有一類為逆轉錄病毒，其侵染靶細胞后，目的基因整合到宿主細胞基因組的幾率大大增加，這就為RNA干擾，蛋白功能解析以及報告基因的研究提供了一個有利的途徑。同時由于逆轉錄病毒的整合性，在進行穩轉細胞株的篩選方面，會比普通的轉染篩選效率要高很多；同時也可以為活體動物模型實驗提供高質量的包含目的基因的病毒液，方便制備轉基因模型動物。