基因檢測的方法不勝枚舉，基本的步驟是樣本的獲取(包括血液、唾液、組織樣本等)——處理(如DNA的提取與純化、文庫構建等)——序列測定——序列分析——結果解讀——報告撰寫。廣泛應用的核酸序列測定方法是直接測序法，目前最先進而且被廣泛使用的方法和儀器有第一代的Sanger測序法，第二代的高通量測序法(如美國Illumina公司的Hiseq測序儀和華大基因子公司CompleteGenomics開發的測序方法)等。目前也已出現被稱為第三代測序技術的方法，如單分子實時DNA測序法。
第一代：sanger測序
第一代的Sanger測序技術的優點是，測序讀長長，能達到800-1K bp，且測序用時短，只需要幾十分鐘即可完成一次測序，測序準確度高，目前仍是測序的金標準;缺點是通量低、成本高。
第二代：高通量測序(NGS)
第二代測序技術的優點是測序通量和效率高，成本低廉;缺點是測序讀長普遍較短，且用時較長。以目前應用最為廣泛的測序儀之一的illumina公司Hiseq2000測序儀為例，其一次測序的數據產出量可達500 Gb，但讀長為100 bp，且需要耗時14天左右。而Life technology公司的IonProton測序儀是邊合成邊通過反應體系電位的微小差別來測定鹼基序列。
第三代：單分子/納米孔測序
由於第二代技術存在短讀長和耗時長的缺陷，人們希望第三代測序技術能解決這些缺陷，所以第三代測序技術在長讀長和短耗時出發，目前尚未完全成熟，市場應用面還不算廣，而且各種測序儀之間差異較大，測序原理也是各出奇招。如Pacific Bioscience公司則是通過在PCR合成DNA的過程中，用顯微鏡檢測由熒光基團標記的dNTP反應後釋放出的熒光來測序。而一直未投產的牛津大學研發的測序儀，則是通過檢測由核酸外切酶剪切DNA時，“掉落”到檢測微孔的核苷酸來測序。
