Es existieren mehr als 40 verschiedene Cas-Proteinfamilien. Die Familien können in zwei Klassen mit sechs Typen (Klasse I mit Typen I, III und IV sowie Klasse II mit Typen II, V und VI) und weiter in mehr als 30 Subtypen eingeteilt werden. Bei Klasse I besteht der Proteinanteil aus mehreren Proteinen in einem Proteinkomplex (Effektorkomplex), während Klasse II nur ein Protein (Effektorprotein) verwendet. Typ I und II binden und schneiden doppelsträngige DNA und III-A dsDNA sowie RNA, während Typ III-B einzelsträngige RNA oder DNA bindet und schneidet. Bei allen Typen erfolgt die Bildung des spacers in Bakterien durch Cas1 und Cas2. Bei den Typen I-A und I-E erfolgt der DNA-Schnitt durch Cas3, während bei Typ II Cas9, bei Typ III-A Csm6 und bei Typ III-B Cmr4 den Schnitt bewirkt. Die Typen I und III sind strukturell verwandt, was einen gemeinsamen Ursprung nahelegt. Das helikale Protein Cas des Typs III besitzt mehrere β-hairpins, die in Abständen von sechs Nukleotiden die Doppelhelix der crRNA und der Ziel-RNA für den Schnitt auseinanderdrücken.