A rekombináns mikroorganizmus vakcinákat úgy állítják elő, hogy egy kórokozó mikróbának az immunválasz valamely fázisát alapvetően meghatározó egy vagy két génjét egy hordozó mikróbába ültetik be. Ezek a hordozó mikróbák lehetnek akár vírusok (például poxvírusok, adenovírusok) akár baktériumok (például Salmonella, vagy Bacillus Calmette-Guérin /BCG/). Fejlesztés alatt áll a humán immundeficiencia vírus (HIV) rekombináns vakcina is. Egyéb új módszerek is léteznek, például az immunválaszt kiváltásában meghatározó szerepet játszó antigének polimer mikrokapszulákba történő becsomagolása, ami az antigének elhúzódó vagy szakaszos kiszabadulását eredményezi. Ez utóbbi módszer az ismételt, akár több hónapon át adagolt antigén-injekciók hatásmechanizmusát utánozza.
A nukleinsav vakcinák olyan nukleinsavakat tartalmaznak, melyek az immunválasz kiváltásában kritikus szerepet kapnak. A nukleinsavak alkalmazásával kiküszöbölhetők az élő vírusvakcinákkal kapcsolatos kockázatok. A DNS vagy nukleinsav vakcinák biztonságossága kiválóa, mert az ellenük termelődő anti-DNS ellenanyagok megelőzik az „idegen anyag” tartós expressziójának nemkívánatos következményeit csakúgy, mint az oltott szervezet sejtjeinek genetikai transzformációjának lehetőségét. A nukleinsav vakcinák kifejlesztése például az influenza vírus, a humán immundeficiencia vírus (HIV) és a Herpes simplex virus okozta fertőzések megelőzésére folyamatban van.
A kórokozók immunválaszt kiváltó fehérjeantigén szerkezetének ismeretében a T-sejtek és a B-sejtek által fölismert antigén-egységeket tartalmazó szintetikus peptidek állíthatók elő. Ezek a vakcinák lehetővé teszik, hogy a vakcinák mellékhatásait lecsökkentsék, azáltal, hogy a kórokókban jelenlévő, de potenciálissan káros molekulákat ki lehet hagyni a vakcinából.