La barrière hématoencéphalique apparaît depuis de nombreuses années comme un obstacle majeur au traitement des pathologies cérébrales, qu’elles soient inflammatoires, néoplasiques ou neurodégénératives. L’organisation de la barrière hématoencéphalique, contact intercellulaire étroit entre les cellules endothéliales cérébrales dû à l’expression de jonctions serrées, prévient la diffusion passive vers le cerveau de molécules hydrophiles présentes dans la circulation sanguine. De nombreux systèmes de transport membranaire spécifique (par des transporteurs ou récepteurs membranaires exprimés par les cellules endothéliales cérébrales) assurent l’apport des nutriments, des ions et des vitamines essentielles au fonctionnement cérébral ; d’autres transporteurs membranaires des cellules endothéliales cérébrales refoulent hors du cerveau, vers la circulation sanguine, des substances endogènes ou des xénobiotiques ayant traversé l’endothélium cérébral. De manière récente, plusieurs stratégies ont été proposées afin d’atteindre le parenchyme cérébral, (i) en contournant la barrière hématoencéphalique par administration centrale du médicament, (ii) en augmentant la perméabilité de la barrière hématoencéphalique, (iii) en modulant l’expression et/ou l’activité des transporteurs d’efflux, (iv) en mettant à profit le transport physiologique par des récepteurs à travers la barrière hématoencéphalique, et (v) en concevant de nouveaux vecteurs viraux ou chimiques ayant la capacité de traverser la barrière hématoencéphalique. Cette revue tente d’illustrer ces différentes approches thérapeutiques.