A terapia gênica desponta como uma alternativa promissora no tratamento de doenças genéticas e adquiridas, demandando sistemas eficazes para a entrega de material genético às células-alvo. Nesse cenário, os hidrogéis de poli(álcool vinílico) (PVA) têm se destacado como vetores não virais inovadores, devido à sua biocompatibilidade, versatilidade e capacidade de liberação controlada de DNA. Esta tese explora o potencial do PVA como plataforma para sistemas de entrega gênica, estruturando-se em três capítulos. O primeiro capítulo consiste em uma revisão sistemática da literatura científica (2004–2024), identificando 21 estudos que investigam o uso do PVA associado a materiais como hidroxiapatita, RALA, dendrímeros, protamina e polietilenoimina. A análise destaca um aumento de publicações a partir de 2011 e aponta que tais combinações ampliam a eficiência de transfecção e o controle da liberação de ácidos nucleicos. O segundo capítulo apresenta a síntese e caracterização de hidrogéis de PVA modificados com polímeros naturais e sintéticos (quitosana, PEG e PLA), visando aplicações biomédicas. As análises físico-químicas e estruturais revelaram alterações nas propriedades dos hidrogéis, como rigidez, viscosidade e estabilidade térmica. Ensaios de liberação de DNA indicaram que o PVA-CHI proporcionou a maior liberação acumulada (36% em 72 h), com cinética de pseudo-segunda ordem. No terceiro capítulo, hidrogéis PVA-DNA combinados com CHI, PEG e PLA foram testados quanto à eficiência de transfecção em células de câncer de mama SUM-159PT. Os resultados mostraram captação precoce e transfecção sustentada, sem efeitos citotóxicos, reforçando a biocompatibilidade das formulações. Assim, a tese fornece importantes contribuições para o desenvolvimento de sistemas poliméricos seguros e eficazes em terapia gênica, incentivando pesquisas futuras para aprimoramento e aplicação clínica dessas tecnologias.