CRISPR基因编辑技术是继TALEN基因编辑技术之后又一重大突破。CRISPR系统的基因编辑效率更高，载体构建与使用也更加便捷，并已应用在各物种中，是目前使用广泛的基因编辑技术。
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细胞内基因组DNA在被CRISP对Cas9复合体(含Cas9和sgRNA)特异识别后，Cas9核酸内切酶特异切割目标基因组DNA双链，产生DSB损伤，从而诱发DNA损伤修复机制。其中的NHEJ修复是一种易错修复，在修复过程中会随机引入或删除核苷酸对，导致目标基因内核苷酸对的删除或插入(indel)，从而形成移码突变，造成目标基因的突变、实现基因敲除。而如果在编码基因的目标外显子的5'侧翼和3'侧翼分别设计一个sgRNA,则可以实现删除目标基因内片段式的基因敲除。
通过在非micro RNA前体的发夹结构5'侧翼和3'侧翼游处分别设计一个sgRNA,可以删除发夹DNA结构片段，从而实现对micro RIVA的敲除。而如果micro RNA成熟片段内含有sgRNA识别序列、则可以直接实现删除或插入式的基因敲除。同样地，运用CRISPR/Cas9技术可以实现对incRNA等的基因敲除。
Cas9切割目标基因DNA双链产生DSB损伤还诱发细胞启动同源重组修复。此时，若能提供同源修复模板供体、而此供体亦已引入如点突变、保守区域替换或加入标签编码序列(如GFP、F,lag、HA)等、则研究者可实现在基因组特定位置的基因敲入。
Cas9 含有两个酶切活性位点,每一个位点负责切割 DNA 双螺旋中的一条链。如果把两个活性位点均突变掉,则该Cas9不在具备核酸内切酶活性, 不过, 它仍能通过 sgRNA 结合在目标基因的启动子上。
如果在双突变的Cas9(dCas9)的C端加上VP16等具激活性的功能结构域, 则可以特异地激活目标基因的表达。如果在双突变的 Cas9(dCas9)的C端加上EVE等抑制活性的功能结构域,则可以特异地抑制目标基因的表达。
通过cas9在待突变位点附近引入双链DNA断裂，使用带突变序列的DNA作为供体序列，通过同源重组的方式替代野生型位点，以造成定点突变。
1. 效率高：可精确编辑基因组，编辑效率高
2. 周期短：构建和使用极为方便，极大降低了实验难度，缩短实验周期
3. 广谱性：无基因、细胞及物种限制
4. 多重编辑能力：可实现多个靶位点同时进行基因打靶
5. 功能丰富：可实现敲除、插入、抑制、激活等多种目的基因
