CRISPR/Cas原理是crRNA(CRISPR-derived RNA )通过硷基配对与tracrRNA (trans-activating RNA)结合形成tracrRNA/crRNA 复合物，此复合物引导核酸酶Cas9 蛋白在与crRNA 配对的序列靶位点剪切双链DNA。而通过人工设计这两种RNA，可以改造形成具有引导作用的sgRNA （short guide RNA ），足以引导Cas9 对DNA 的定点切割。系统经过改造后，可完成多个哺乳动物系统内高效可靠的RNA导向基因组修饰，而能大幅提高基因编辑以及基因调控的效能。
RISPR/Cas 是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御，可用来对抗入侵的病毒及外源DNA。CRISPR/Cas 系统通过将入侵噬菌体和质粒DNA 的片段整合到CRISPR 中，并利用相应的CRISPR RNAs(crRNAs)来指导同源序列的降解，从而提供免疫性。作为一种RNA 导向的dsDNA 结合蛋白，Cas9 效应物核酸酶是目前已知的第一个统一因子(unifying factor)，能够共定位RNA、DNA 和蛋白，具备强大的改造潜力。
将蛋白与无核酸酶的Cas9(Cas9 nuclease-null)融合，并表达适当的sgRNA ，可标靶定任何dsDNA 序列，而RNA 可连接到sgRNA 的末端，不影响Cas9 的结合。因此，Cas9 能在任何dsDNA 序列位置进行任何融合蛋白及RNA，这为生物体的研究和改造带来巨大潜力。