1 DNA方陣的構建
選擇硅片、玻璃片、瓷片或聚丙烯膜、尼龍膜等支持物，并作相應處理，然后采用光導化學合成和照相平板印刷技術可在硅片等表面合成寡核苷酸探針;（2）或者通過液相化學合成寡核苷酸鏈探針，或PCR技術擴增基因序列，再純化、定量分析，由陣列復制器（arraying and replicating device ARD），或陣列機（arrayer）及電腦控制的機器人，準確、快速地將不同探針樣品定量點樣于帶正電荷的尼龍膜或硅片等相應位置上，再由紫外線交聯固定后即得到DNA微陣列或芯片。
2 樣品DNA或mRNA的準備。
從血液或活組織中獲取的DNA/mRNA樣品在標記成為探針以前必須進行擴增提高閱讀靈敏度。Mosaic Technologies公司發展了一種固相PCR系統，好于傳統PCR技術，他們在靶DNA上設計一對雙向引物，將其排列在丙烯酰胺薄膜上，這種方法無交叉污染且省去液相處理的繁鎖；Lynx Therapeutics公司提出另一個革新的方法，即大規模平行固相克�。╩assively parallel solid-phase cloning）這個方法可以對一個樣品中數以萬計的DNA片段同時進行克隆，且不必分離和單獨處理每個克隆，使樣品擴增更為有效快速。
在PCR擴增過程中，必須同時進行樣品標記，標記方法有熒光標記法、生物素標記法、同位素標記法等。
3 分子雜交
樣品DNA與探針DNA互補雜交要根據探針的類型和長度以及芯片的應用來選擇、優化雜交條件。如用于基因表達監測，雜交的嚴格性較低、低溫、時間長、鹽濃度高；若用于突變檢測，則雜交條件相反。芯片分子雜交的特點是探針固化，樣品熒光標記，一次可以對大量生物樣品進行檢測分析，雜交過程只要30min。美國Nangon公司采用控制電場的方式，使分子雜交速度縮到1min，甚至幾秒鐘（6）。德國癌癥研究院的Jorg Hoheisel等認為以肽核酸（PNA）為探針效果更好。
4 雜交圖譜的檢測和分析
用激光激發芯片上的樣品發射熒光，嚴格配對的雜交分子，其熱力學穩定性較高，熒光強；不完全雜交的雙鍵分子熱力學穩定性低，熒光信號弱（不到前者的1/35~1/5），不雜交的無熒光。不同位點信號被激光共焦顯微鏡，或落射熒光顯微鏡等檢測到，由計算機軟件處理分析，得到有關基因圖譜。目前，如質譜法、化學發光法、光導纖維法等更靈敏`、快速，有取代熒光法的趨勢。
