在进行人类基因组研究的过程中，Botstein提出利用DNA片段作为遗传标记对基因组进行分段的思想。第一个所用的分子标记是用限制性核酸酶对DNA进行消化而得到的DNA片段。通过这种消化而获得的不同个体DNA片段大小的差异形成一组标记，称作限制性片段长度多态性（restriction fragment length polymorphism，RFLP）。
确定一个基因位置的最快方法是通过反求遗传学。即从感兴趣的性状入手，可获得所涉及的蛋白质。知道了编码这个蛋白质的基因，就能确定出这个基因的实际位置。如果知道蛋白质的氨基酸序列，遗传密码可用来建立起相对应的核苷酸序列，这种序列至少是基因的一部分。根据这段序列，可以建立一段与此序列互补的核苷酸，并用来作为探针。这段合成的单链DNA序列可在几十亿个核苷酸基中找出所需的基因。探针可用放射同位素标记以容易探测。在探针与染色体上对应的基因杂交之后，可通过探测放射性，并将其展示在X光胶片上就可鉴别出它的位置。每个探针以及与它互补的基因会在胶片上留下一个黑点或黑色条带而被观察到。现在荧光染料标记探针比同位素探针用得越来越多。
在染色体基因作图和乳腺癌的遗传检测诊断中都要用到DNA探针。这些探针还用在分子水平上对个体进行识别，这一过程叫做DNA指纹分析。
