CRISPR/Cas 系统全称为常间回文重复序列丛集/常间回文重复序列丛集关联蛋白系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins)。这一系统是源于细菌中的一种后天免疫系统（图1）。该系统可以把侵入细菌的噬菌体遗传物质整合到自身基因组一个或者多个CRISPR位点作为永久的“记忆”，当细菌被再次入侵的时候，CRISPR 位点被转录生成 CRISPR RNAs（crRNAs)。crRNA 随后会引导 DNA剪切酶 Cas9 根据序列互补的原则剪切入侵的外源核酸序列，消灭外来遗传物质，发挥保护功能（图2）。简而言之，源于 CRISPR/Cas 系统的基因组编辑技术被工程化为一段介导定位作用的 RNA 序列（guide RNA和crRNA合二为一的杂合RNA序列，称为sgRNA）加上一个DNA水解酶Cas9组成的二元系统。
研究者把这一系统工程化成可以用于编辑哺乳动物细胞的CRISPR/Cas9系统。具体包括适于哺乳动物表达的 Cas9 基因和定位作用的 sgRNA（图3）。方便起见，研究者把这两者放在了一个载体之中（all in one plasmid）。如果计划利用这一系统编辑某个目的基因，我们唯一要做的就是定制一条有效的sgRNA。
图1 CRISPR/Cas 系统来源于细菌的“免疫系统”
图2 细菌利用 CRISPR/Cas 系统攻击噬菌体入侵示意图