雜交探針是核酸分子上帶有可能被檢測的信號分子，如同位素或熒光標記的核酸分子。
雙鏈DNA加熱變性成為單鏈，隨后用放射性同位素（通常用磷-32）、螢光染料或者酶（如辣根過氧化物酶）標記成為探針。
磷-32通常被摻入組成DNA的四種核苷酸之一的磷酸基團中，而熒光染料和酶與核酸序列以共價鍵相連。分為cDNA探針，基因組DNA探針，寡核苷酸探針，RNA探針。
當將探針與樣品雜交時，探針和與其互補的核酸（DNA或RNA）序列通過氫鍵緊密相連，隨后，未被雜交的多余探針被洗去。
最后，根據探針的種類，可進行放射自顯影、螢光顯微鏡、酶聯放大等方法來判斷樣品中是否，或者何位置含有被測序列（即與探針互補的序列）。