DNA 分子是由两条头尾倒置的脱氧多核苷酸组成，其中一条链的碱基与另一条链的碱基之间由氢键连接，以A‐T、G‐C 互补，整个DNA 分子呈双螺旋结构。在加热、碱性或尿素、甲酰胺等氢键破坏物的作用下，链间氢键断裂，形成两条单链结构，称为DNA 变性（denatur ation）；在合适的条件下，两条碱基互补的单链可以恢复成双链结构，称为DNA 复性（renaturation）。变性与复性过程的发生主要与温度、盐浓度以及变性剂的浓度有关，当然更与两条链之间碱基互补的程度有关。

　　基于上述原理，以标记的已知核苷酸顺序的核酸片段作为探针，与待测标本核酸进行杂交反应，即可观察到样本核酸中是否存在与探针具有同源性的基因或DNA片段。

　　无论何种杂交都需要同位素或其他物质标记的基因或基因片段作为探针。固相分子杂交是在纤维素膜上进行的，因为这种滤膜能吸附变性的DNA 或RNA 分子，如果变性后的探针与滤膜上的核酸之间有一定数量的碱基是互补的，则探针与滤膜上的核酸分子通过互补碱基之间形成氢键而杂交。被测核酸经变性后可以直接点在滤膜上与探针进行杂交，称为点杂交。也可以经内切酶水解，琼脂糖凝胶电泳分离、变性、转移到硝酸纤维素滤膜上，然后再与探针杂交。杂交的结果由X 线胶片放射自显影或其他方法反映出来。被测样品显示条带的位置与标准样品条带的位置相比较，可以算出杂交片段的大小。液相分子杂交是用S1 核酸酶将没有形成杂交分子的探针水解为单核苷酸，然后离心沉淀杂交分子，测定沉淀的放射性，与标准分子放射性比较，可以计算样本中待测基因的拷贝数。