Η γονιδιακή θεραπεία περιλαμβάνει τη μεταφορά καλών γονιδίων στα κύτταρα για την αντικατάσταση επιβλαβών γονιδίων. Υπάρχουν δύο συγκεκριμένοι τύποι: γονίδια που μεταφέρονται σε κύτταρα γεννητικής σειράς (αναπαραγωγικά κύτταρα) και γονίδια που μεταφέρονται σε σωματικά κύτταρα (κύτταρα σώματος). Στη σωματική γονιδιακή θεραπεία, τα τροποποιημένα γονίδια εισάγονται στο προσβεβλημένο μέρος του σώματος ή τα κύτταρα του σώματος αφαιρούνται, αντιμετωπίζονται με τροποποιημένα γονίδια και αντικαθίστανται. Τα άτομα που χρησιμοποιούν αυτό το είδος θεραπείας περιλαμβάνουν ασθενείς με ασθένειες όπως ο καρκίνος, η αιμορροφιλία, η κυστική ίνωση και η μυϊκή δυστροφία. Οι θετικές πτυχές που μπορεί να περιμένουν οι ασθενείς περιλαμβάνουν οφέλη για την υγεία, ασφάλεια και λιγότερες ηθικές ανησυχίες από τη γονιδιακή θεραπεία βλαστικής σειράς, αλλά οι αρνητικές πτυχές μπορεί να περιλαμβάνουν θεραπείες εφ’ όρου ζωής και προβλήματα με τη μεταφορά γονιδίων.
Οι γιατροί μπορούν να διεξάγουν σωματική γονιδιακή θεραπεία in vivo ή ex vivo. Με τη θεραπεία in vivo, οι γιατροί μεταφέρουν το τροποποιημένο γονίδιο απευθείας στο σώμα, συνήθως στον ιστό. Για παράδειγμα, γονίδια εισάγονται στο δέρμα για ασθενείς με καρκίνο του δέρματος και στους μύες για ασθενείς με μυϊκή δυστροφία. Για την τεχνική ex vivo, οι γιατροί συχνά αφαιρούν τα προσβεβλημένα κύτταρα, τα κύτταρα του αίματος ή τα κύτταρα του μυελού των οστών από το σώμα του ασθενούς. Μετά την εισαγωγή του επιθυμητού γονιδίου στα κύτταρα, εγχέονται ξανά στο σώμα.
Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα της σωματικής γονιδιακής θεραπείας είναι επίσης ένα μειονέκτημα: Οι άνθρωποι που υποβάλλονται σε σωματική γονιδιακή θεραπεία δεν μεταβιβάζουν τα αλλοιωμένα γονίδια στους απογόνους τους επειδή τροποποιούνται μόνο τα κύτταρα του σώματος, όχι τα αναπαραγωγικά κύτταρα. Αυτό είναι θετικό επειδή δεν υπάρχουν ηθικές ανησυχίες σχετικά με την παραβίαση της φυσικής ανάπτυξης των βρεφών όπως στη γονιδιακή θεραπεία βλαστικής σειράς. Στην πραγματικότητα, η γονιδιακή θεραπεία σε αναπαραγωγικά κύτταρα απαγορεύεται σε ορισμένες χώρες. Ωστόσο, η αδυναμία μετάδοσης αλλαγμένων γονιδίων μπορεί να είναι αρνητική επειδή τα ευεργετικά αποτελέσματα της σωματικής γονιδιακής θεραπείας σταματούν στον ασθενή, αποτρέποντας την πιθανότητα μετάδοσης οφελών για την υγεία στις μελλοντικές γενιές.
Άλλα πλεονεκτήματα της σωματικής γονιδιακής θεραπείας περιλαμβάνουν την ασφάλεια σε σύγκριση με τη γονιδιακή θεραπεία βλαστικής γραμμής και τα δυνητικά οφέλη για την υγεία του ασθενούς που αλλάζουν τη ζωή. Τα πιθανά μειονεκτήματα της σωματικής γονιδιακής θεραπείας περιλαμβάνουν προσωρινές επιδράσεις και επιπλοκές κατά τη διάρκεια της παράδοσης γονιδίων. Οι άνθρωποι που λαμβάνουν σωματική γονιδιακή θεραπεία χρειάζονται συχνά θεραπείες για το υπόλοιπο της ζωής τους, επειδή τα κύτταρα των ιστών του σώματος, στα οποία εισήχθησαν τα γονίδια, τελικά χάνονται. Επιπλέον, οι ιοί που χρησιμοποιούν οι γονιδιακοί θεραπευτές για να εισάγουν γονίδια στα κύτταρα μπορεί μερικές φορές να προκαλέσουν τυχαία απόκριση του ανοσοποιητικού συστήματος. Υπάρχει επίσης η πιθανότητα οι φορείς γονιδίων να αλλάζουν λάθος γονίδια.