锌指核酸酶(zinc finger nuclease, ZFN)是由两部分组成，首先是几个(一般为3～6个)Cys2-His2锌指蛋白(zinc finger protein,ZFP)串联组成的DNA识别域，另一部分是非特异性的核酸内切酶FokⅠ的催化结构域。通过DNA识别域识别特定的DNA序列后将催化结构域定位到目标位点，从而通过核酸内切酶的作用切断DNA形成双链断裂。

除了简单的通过非同源末端连接(non homology  end joining, NHEJ)进行基因突变外，因为DSB的大量出现可以大大提高同源重组效率，所以我们可以通过ZFN的帮助提高基因敲入和基因修复的效率。将ZFN与外源DNA一起导入细胞中，通过DSB诱导的同源重组定点修复引起某些疾病的点突变，如镰刀细胞贫血症等，有很好的医学应用前景。

一直以来，由于大动物缺少ES细胞导致了其基因打靶效率的低下，ZFN的出现和应用可以有效解决这个问题。通过将ZFN表达载体导入猪胎儿成纤维细胞中筛选阳性克隆，获得了5个阳性突变克隆，然后通过体细胞核移植(somatic-cell nuclear  transfer)生产出PPARγ敲除猪，该疾病模型对研究人类心血管疾病有着重要的意义。
由于初期ZFN采用的9bp识别序列以及ZFN的专利保护问题导致ZFN在靶序列的选择上有着极大的限制，不同ZFN的识别和突变效率有着不小的差距，另外因为专利保护导致了一家独大的技术垄断，相对高昂的ZFN设计合成费用也成为了研究者们不得不面对的一个大问题。另外，由于过短的识别序列带来的脱靶效应也是ZFN遭到最多质疑的地方，不过随着ZFN设计方法的改进和部分开源以及识别序列的改造，这些问题也在逐渐得到解决，ZFN技术依然有着相当的应用前景。