一般來講，如果實驗的目的是為了檢測基因組或者染色體上的突變，則往往涉及樣品基因組DNA的製備及純化、PCR、標記等步驟。如果是為了進行基因的表達分析，則通常涉及mRNA的製備及純化、cDNA的合成、體外轉錄或PCR、標記等步驟。
從血液或活組織中獲取DNA/mRNA樣品時，要注意保持樣品的穩定。尤其對於RNA來說，一旦生物樣品被收集分離，它的RNA會立刻變得非常不穩定，極易被降解。由於特異及非特異的RNA降解，或者由於應激反應產生新的RNA都會引起RNA狀態的改變。因此，採樣後立即穩定樣品裡的RNA以保存當時RNA的表達狀態，是精確/定量研究基因表達分析的重要前提。為了達到這個目的，往往需要採樣後立即抽提RNA，或者將液氮或乾冰帶到採樣現場，將樣品立刻凍存後運回實驗室低溫保存。
待檢測DNA或RNA在標記以前一般需要進行目的基因片段的擴增以提高靈敏度。一般採用固相PCR系統，即在靶DNA上設計一對雙向引物，將其固化在丙烯酰胺薄膜上，加入模板及PCR試劑，在固相表面進行PCR反應，擴增時所合成的DNA會在引物間形成橋，從而避免了非特異擴增的競爭。
為了獲得基因的雜交信號必須對目的基因進行標記。標記物有熒光色素、生物素、地高辛、放射性核素等。標記物一般伴隨著體外轉錄、PCR、反轉錄等過程引入到被檢測樣品中。常用的熒光染料有Cy3、Cy5、FITC、fluorescein、Texas red、rhodamine、bodipy、Alexa dye等，如果同時使用雙色或多色熒光標記，則可以在一張芯片上同時檢測2個或多個樣品。
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