Metoda in vivo polega na podaniu nośnika kwasu nukleinowego do ustroju pacjenta. W tym celu najczęściej stosuje się wektory wirusowe, które potrafią wprowadzać DNA lub RNA do komórki. DNA plazmidowe niepodawane z żadnym nośnikiem jest w stanie wnikać jedynie do komórek mięśni szkieletowych. Nie wiadomo dokładnie, przez kogo metoda in vivo została wynaleziona.
Metoda ex vivo polega na wyizolowaniu komórek z organizmu pacjenta, wprowadzeniu do nich terapeutycznego DNA lub RNA (zobacz: transfekcja) i ponownym podaniu ich pacjentowi.
Zastosowanie terapii genowej W latach 90. XX wieku pewne sukcesy odnotowano w leczeniu dzieci cierpiących na X- i niedobór deaminazy adenozynowej (ADA-SCID). Pierwszą pacjentką była czteroletnia Ashanthi DeSilva, chora na ADA-SCID, u której w 1990 rozpoczęto terapię genową przez izolację limfocytów dziecka, wprowadzanie do nich zdrowej kopii uszkodzonego genu, i ponowne wprowadzenie limfocytów do organizmu dziewczynki. W 2000 część prób klinicznych z udziałem chorych na X-SCID została przerwana, gdy u dwóch spośród 10 pacjentów rozwinęła się białaczka, związana zapewne z uaktywnieniem się onkogenu po wprowadzeniu retrowirusa do genomu. Ostatecznie w 2016 dopuszczono w UE lek Strimvelis, skierowany przeciw ADA-SCID. W sierpniu 2006 na łamach „Science” Steven A.