荧光原位杂交技术首先是将细胞破碎，使染色体铺展，然后部分地使DNA（脱氧核糖核酸）变性而制造出可与探针杂交的单链区域。在染色体与探针杂交并染色之后，根据探针标记的荧光物质的荧光颜色与背景的对比，识别染色体上目标基因。也可以在基因探针上标记抗原或半抗原，杂交后使用荧光标记的抗体进行检测。

原位杂交是利用标记的已知核酸探针，在组织细胞及染色体上检测相应的DNA序列的一种技术。该技术是从20世纪60年代末建立并逐步发展起来的，具有特异性强、定位准确等优点。但原位杂交分析最初采用的主要是放射性同位素标记的核酸探针。荧光原位杂交技术是20世纪末在放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种新型原位杂交技术。其基本原理仍是用已知的荧光标记单链核酸为探针，按照碱基互补原理，与待检样品中未知的单链核酸进行特异性结合，形成可被检测的杂交双链核酸。由于DNA分子在染色体上是沿染色体纵轴呈线性排列的，因而可用探针直接与染色体进行杂交从而在染色体上对特定的基因进行定位。荧光原位杂交技术具有不需要放射性同位素、实验周期短、标记的探针稳定、灵敏度高和安全等优点。

荧光原位杂交探针是一段标记了荧光分子或半抗原的RNA（核糖核酸）、DNA或肽核酸序列，其中以DNA探针应用最广。常用的探针类型有染色体特异的着丝粒探针、位点特异性探针及染色体涂染探针等。不同类型的探针需要不同的荧光标记方法，但对探针片段大小的要求一般均为200～600碱基对，以确保有较高杂交效率的同时，降低非特异性信号。

荧光原位杂交技术已被广泛应用于DNA序列或基因的定位、核型分析、基因组进化研究、转基因生物的鉴定等诸多领域。下面是一些较为典型的应用：①荧光原位杂交技术可通过对常见染色体数目异常的甄别，实现准确的产前诊断分析。②基因定位研究是构建基因图谱的基本要素。利用荧光原位杂交可以直接确定某一DNA序列在染色体上的位置，这也是该项技术最成功的应用之一。③通过高分辨荧光原位杂交结合激光共聚焦扫描或CCD成像分析，可实现重复序列与染色体分带分析。④可直接观察染色体端粒，实现端粒序列的定位。⑤荧光原位杂交几乎可以快速检测任何类型组织细胞的染色体异常，因此，荧光原位杂交被广泛用于乳腺癌、膀胱癌、宫颈癌、肺癌、淋巴瘤等肿瘤的辅助诊断，主要集中在对肿瘤的早期诊断、个体化治疗和预后判断等方面。