PEI是基因轉染中常用的高分子載體，同時也是基因轉染的“金標準"。PEI轉染的原理是帶正電的陽離子聚合物與核酸中帶負電的磷酸基團形成帶正電的復合物后，再與細胞表面帶負電的蛋白多糖相互作用，通過細胞胞吞進入細胞。PEI主鏈上每三個原子就含有一個氮原子，因此具有較高的陽離子密度，這對于結合帶負電荷的核酸分子是非常有利的。在生理pH條件下，部分胺基被質子化，隨著體系pH值的降低，PEI上剩余的胺基被質子化，從而賦予了其出色的核酸結合能力和質子緩沖能力，有利于通過質子海綿效應從內涵體逃逸。