ウイルスベクター(英: viral vector)は、分子生物学研究において遺伝物質を細胞に送達するために一般的に使用される遺伝子の運び屋であるベクターのうち、ウイルスをベースとしたもの。生体内（in vivo）または細胞培養（in vitro）で利用できる。ウイルスは、感染した細胞内でゲノムを効率的に輸送するために、特殊な分子メカニズムを進化させてきた。ベクターによる遺伝子や他の遺伝物質の送達は形質導入(英: transduction)と呼ばれ、形質導入された細胞は形質転換体と呼ばれる。1970年代からこの機構は分子生物学において利用され始めた。ポール・バーグは、バクテリオファージλ由来のDNAを含む改変SV40（英語版）ウイルスを培養しているサルの腎臓細胞に感染させた[1]。

ウイルスベクターは、分子生物学研究での利用に加えて、遺伝子治療やワクチンの開発にも利用されている。
ウイルスベクターの主要特性

ウイルスベクターは特定の用途に合うように改変されているが、一般的にいくつかの重要な性質を共有している。

安全性：ウイルスベクターは病原性ウイルスから作成されることがあるが、それらを取り扱うリスクを最小限に抑えるように改変されている。通常、ウイルス複製に重要なウイルスゲノムの一部を欠失させることを伴う。このようなウイルスは細胞に効率的に感染することができるが、感染後に新しいビリオンを生成するためには、欠落したタンパク質を提供するヘルパーウイルスが必要になる。

低毒性：ウイルスベクターは、感染する細胞の生理機能への影響を最小限にするように設計される。

安定性：一部のウイルスは遺伝的に不安定であり、ゲノムが急速に変化することがある。これは、ウイルスベクターを使用して行われる研究の予測可能性と再現性に悪影響を及ぼすことから、それらの設計では回避される。

細胞型特異性：ほとんどのウイルスベクターは、可能な限り広範囲の細胞型（英語版）に感染するように設計されている。しかし、宿主域が狭い方が望ましい場合もあり、特定の種類の細胞にしか感染しないようにウイルス受容体を改変することもできる。このように改変されたウイルスは、疑似タイプ（英語版）と呼ばれる。

同定：ウイルスベクターには、どの細胞がウイルス遺伝子を取り込んだか判別しやすくする、マーカーと呼ばれる遺伝子を組み込むことがよくある。一般的なマーカーは、特定の抗生物質に対する耐性である。ウイルスベクター遺伝子を取り込んでいない細胞は抗生物質耐性を持たず、抗生物質の存在下では増殖できないため、細胞を簡単に分離できる。

応用
基礎研究

ウイルスベクターはもともと、分子遺伝学実験のためのDNAを直接導入するトランスフェクション(英: transfection)の代わるものとして開発された。従来の遺伝子導入法(リン酸カルシウム沈殿など)と比較して、ウイルスベクターによる形質導入(英: transduction)は、細胞の生存率に深刻な影響を与えることなく、ほぼ100％の細胞を確実に感染させることができる[2]。さらに、一部のウイルスは細胞ゲノムに組み込まれ、安定した発現を促進する。

タンパク質をコードする遺伝子は、特定のタンパク質の機能を研究するために、一般的にウイルスベクターを使用して発現させることができる。GFPなどのマーカー遺伝子を安定して発現するウイルスベクター、特にレトロウイルスは、追跡したい細胞とその子孫をするために恒久的に標識するために広く使用されている。例えば、異種移植実験で、in vitroで感染した細胞を宿主動物に移植した際などに利用される。

遺伝子の挿入は、遺伝子ノックアウトよりも安価に実施できる。しかし、サイレンシングは時に非特異的であり、他の遺伝子にオフターゲット効果をもたらすことがあるため、信頼性の高い結果は得られない。動物宿主ベクターも重要な役割を果たしている。
遺伝子治療詳細は「遺伝子治療」を参照

遺伝子治療は、病気の発症に関与する欠陥遺伝子を修正するための技術であり、将来的には、遺伝子治療は、重症複合免疫不全症、嚢胞性線維症、血友病Aなどの遺伝性疾患の治療法となる可能性がある。