通過生物學、物理學和化學等方法使外源裸露DNA進入受體細胞，并在受體細胞內穩定維持和表達的過程稱為轉化。如果外源DNA分子是病毒（噬菌體）的DNA或cDNA，那么把此過程也稱為轉染。（1）直接轉化法：有的微生物細胞在不加任何處理的情況下就能直接攝取外源DNA，只要外源DNA與這樣的細胞混合，在適宜的條件下懸浮培養，就能完成外源DNA的轉化。
（2）化合物誘導轉化法：用二價陽離子（如Mgsuperscript2+superscript、Casuperscript2+superscript、Mnsuperscript2+superscript）處理某些受體細胞，可以使其成為感受態細胞，即處于能攝取外源DNA分子的生理狀態的細胞。采用這種轉化方法，1μg質粒DNA可以獲得5×10superscript6superscript7×10superscript7superscript個被轉化的菌落（轉化子），這是實驗室中常用于微生物的一種轉化方法。
（3）接合轉化法：接合轉化是通過供體細胞同受體細胞間的直接接觸而傳遞外源DNA的方法。該轉化系統一般需要三種不同類型的質粒，即接合質粒、輔助質粒和運載質粒（載體）。這三種質粒共存于同一宿主細胞，與受體細胞混合，通過宿主細胞與受體細胞的直接接觸，使運載質粒進入受體細胞，并在其中能穩定維持。現在常把接合質粒和輔助質粒同處于一宿主細胞（輔助細胞），再與單獨含有運載質粒的宿主細胞（供體細胞）和被轉化的受體細胞混合，使運載質粒進入受體細胞，并在其中能穩定維持。也有把接合質粒和運載質粒同處于一宿主細胞，再與單獨含有輔助質粒的宿主細胞和被轉化的受體細胞混合進行轉化的。由于整個接合轉化過程涉及到3種有關的細菌菌株，因此稱為三親本接合轉化法，此方法主要用于微生物細胞的基因轉化。
（4）激光微束穿孔轉化法：此方法是利用直徑很小、能量很高的激光微束（laser：microbeam）聚焦成微米級的微束照射受體細胞，利用其熱損傷效應可導致細胞膜的可逆性穿孔。根據這一原理，在熒光顯微鏡下找出合適的細胞，然后用激光光源替代熒光光源進行照射，導致細胞膜穿孔，處于細胞周圍的外源DNA分子隨之進入細胞。這種方法操作簡便快捷，基因轉移效率高，無宿主限制，可適用于各種植物細胞、組織、器官的轉化操作，并且由于激光微束直徑小于細胞器，可對線粒體和葉綠體等細胞器進行基因操作，但該方法因儀器昂貴，轉化率較低，故有待于進一步研究和完善。
（5）超聲波處理轉化法：由于超聲波頻率高、波長短，因而在傳播過程中具有定向性好、能量大、穿透力強等特征。超聲波法轉化（ultrasonic：transformation）法就是利用低聲強脈沖超聲波的生物學效應擊穿細胞膜造成通道，從而使外源DNA進入細胞。此轉化途徑可以避免脈沖高壓對細胞的損傷作用，有利于原生質體的存活。超聲波處理轉化法的轉化率較高，并且利用超聲波處理可以避免使用電穿孔轉化時高電壓脈沖對細胞的損傷，有利于細胞存活，目前主要用于微生物細胞的基因轉化。此外，該法具有操作簡便、設備便宜、不受宿主范圍限制等優點。
（6）脂質體介導轉化法：脂質體（liposome）法是根據生物膜的結構和功能特征，用磷脂等脂類化學物質合成的雙層膜囊將DNA或RNA包裹成球狀，導入原生質體或細胞，以實現遺傳轉化的目的。脂質體法有兩種具體方法：其一是脂質體融合法（liposome：fusion），先將脂質體與原生質體共培養，使脂質體與原生質體膜融合，而后通過原生質體的吞噬作用把脂質體內的外源DNA或RNA分子高效地轉入到植物的原生質體內，最后通過原生質體培養技術，再生出新的植株；其二是脂質體注射法（liposome：injection），通過顯微注射把含有外源遺傳完整的脂質體注射到植物細胞以獲得轉化。
（7）電擊法：電擊法（eletroporation）也稱電穿孔法，其原理是利用高壓電脈沖作用在原生質體上“電激穿孔”，形成可逆的瞬間通道，從而促進外源目的基因的攝入。隨著技術的改進，并與化學法結合，目前該法的轉化率可高達1.2%。
（8）磷酸鈣轉染法：磷酸鈣轉染法的依據是有的動物細胞能捕獲黏附在細胞表面的DNA—磷酸鈣沉淀物，使DNA轉入細胞。基本操作過程為：將待轉染的外源DNA同CaClsubscript2subscript混合制成CaClsubscript2subscript·DNA溶液，逐滴加入到不斷攪拌的Hepers—磷酸鈣溶液中，形成DNA—磷酸鈣共沉淀復合物，然后用吸管將沉淀復合物黏附在哺乳動物單層培養細胞的表面上，保溫幾小時后，用新鮮培養液洗凈細胞，再用新鮮培養基繼續培養，直至外源基因表達。