樣品的準備及雜交檢測
目前，由于靈敏度所限，多數方法需要在標記和分析前對樣品進行適當程序的擴增，不過也有不少人試圖繞過這一問題，如 Mosaic Technologies 公司引入的固相 PCR 方法，引物特異性強，無交叉污染并且省去了液相處理的煩瑣； Lynx Therapeutics 公司引入的大規模并行固相克隆法（Massively parallel solid-phase cloning），可在一個樣品中同時對數以萬計的 DNA 片段進行克隆，且無需單獨處理和分離每個克隆。
顯色和分析測定方法主要為熒光法，其重復性較好，不足的是靈敏度仍較低。目前正在發展的方法有質譜法、化學發光法、光導纖維法等。以熒光法為例，當前主要的檢測手段是激光共聚焦顯微掃描技術，以便于對高密度探針陣列每個位點的熒光強度進行定量分析。因為探針與樣品完全正常配對時所產生的熒光信號強度是具有單個或兩個錯配堿基探針的 5-35 倍，所以對熒光信號強度精確測定是實現檢測特異性的基礎 [8]。但熒光法存在的問題是，只要標記的樣品結合到探針陣列上后就會發出陽性信號，這種結合是否為正常配對，或正常配對與錯配兼而有之，該方法本身并不能提供足夠的信息進行分辨。
基因芯片
對于以核酸雜交為原理的檢測技術，熒光檢測法的主要過程為：首先用熒光素標記擴增（也可以有其它放大技術）過的靶序列或樣品，然后與芯片上的大量探針進行雜交，將未雜交的分子洗去（如果用實時熒光檢測可省去此步 [9]）這時，用落射熒光顯微鏡或其它熒光顯微裝置對片基進行掃描，采集每點熒光強度并對其進行分析比較。前已述及，由于正常的 Watson-Crick 配對雙鏈要比具有錯配堿基的雙鏈分子具有較高的熱力學穩定性。所以，如果探針與樣品分子在不位點配對有差異則該位點熒光強度就會有所不同，而且熒光信號的強度還與樣品中靶分子的含量呈一定的線性關系。當然，由于檢測原理及目的不同，樣品及數據的處理也自然有所不同，甚至由于每種方法的優缺點各異以至于分析結果不盡一致。
基本步驟
生物芯片是將生命科學研究中所涉及的不連續的分析過程（如樣品制備、化學反應和分析檢測），利用微電子、微機械、化學、物理技術、計算機技術在固體芯片表面構建的微流體分析單元和系統，使之連續化、集成化、微型化。
生物芯片技術主要包括四個基本要點：芯片方陣的構建、樣品的制備、生物分子反應和信號的檢測。1、芯片制備，先將玻璃片或硅片進行表面處理，然后使DNA片段或蛋白質分子按順序排列在芯片上。2、樣品制備，生物樣品往往是非常復雜的生物分子混合體，除少數特殊樣品外，一般不能直接與芯片反應。可將樣品進行生物處理，獲取其中的蛋白質或DNA、RNA，并且加以標記，以提高檢測的靈敏度。3、生物分子反應，芯片上的生物分子之間的反應是芯片檢測的關鍵一步。通過選擇合適的反應條件使生物分子間反應處于最佳狀況中，減少生物分子之間的錯配比率。4、芯片信號檢測，常用的芯片信號檢測方法是將芯片置入芯片掃描儀中，通過掃描以獲得有關生物信息。
1、芯片制備
目前制備芯片主要以玻璃片或硅片為載體，采用原位合成和微矩陣的方法將寡核苷酸片段或cDNA作為探針按順序排列在載體上。芯片的制備除了用到微加工工藝外，還需要使用機器人技術。以便能快速、準確地將探針放置到芯片上的指定位置。
2、樣品制備
生物樣品往往是復雜的生物分子混合體，除少數特殊樣品外，一般不能直接與芯片反應，有時樣品的量很小。所以，必須將樣品進行提取、擴增，獲取其中的蛋白質或DNA、RNA，然后用熒光標記，以提高檢測的靈敏度和使用者的安全性。
3、雜交反應
雜交反應是熒光標記的樣品與芯片上的探針進行的反應產生一系列信息的過程。選擇合適的反應條件能使生物分子間反應處于最佳狀況中，減少生物分子之間的錯配率。
4、信號檢測和結果分析
雜交反應后的芯片上各個反應點的熒光位置、熒光強弱經過芯片掃描儀和相關軟件可以分析圖像，將熒光轉換成數據，即可以獲得有關生物信息。 基因芯片技術發展的最終目標是將從樣品制備、雜交反應到信號檢測的整個分析過程集成化以獲得微型全分析系統（micro total analytical system）或稱縮微芯片實驗室（laboratory on a chip）。使用縮微芯片實驗室，就可以在一個封閉的系統內以很短的時間完成從原始樣品到獲取所需分析結果的全套操作。