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基于双脱氧核糖核酸末端终止（双脱氧测序、Sanger测序）的DNA序列测定是基因分型的最直接、最可靠的分型方法，一直以来被认为是基因分型的金标准。其原理是：以DNA单链为模板，利用DNA聚合酶来延伸结合在待定序列模板上的引物，根据碱基互补配对原则，将4种脱氧核苷三磷酸（deoxy-ribonucleoside triphosphate，dNTP）和经过不同颜色染料标记的双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）加入到引物3’-OH末端并使引物链得到延伸或终止，最终得到长度不等的有荧光标记的DNA片段，然后经电泳分离和荧光激发检测DNA各片段末端碱基类型，进而读取完成DNA序列。
Sanger测序主要包括聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）扩增、纯化、测序和分析4部分。通过测序不仅可以得到所在区域范围内所有基因信息，而且能发现一个SNP位点罕见的第三种（甚至第四种）基因型。该法的不足在于：只适用于定性研究，不能定量；灵敏度有限，当靶基因突变比例过低时，可能出现假阴性；对于仪器设备、试剂和实验空间有特殊要求，不适合一般实验室；操作复杂，基础成本较高，速度慢，通量低。
目前商业化的测序公司和检验中心为研究用DNA测序提供了平台，在待测样本和位点数较少的研究中，对所有样本的目的片段测序可能更为简便。但对于临床检测，鉴于医疗器械准入和设备成本的高昂，导致目前直接开展测序仍难以推广普及，需要构建更为经济、简单、准确、高效的检测技术和平台。
微测序法（minisequencing）又称为单核苷酸引物延伸法（single nucleotile primer extension，SnuPE）或单碱基延伸法（single base extension，SBE）。该技术是建立在测序反应引物延伸基础上的一种基因分型方法。其原理是位点特异性延伸引物与靶序列退火，引物3’端结束在SNP位点前一碱基处，加入标记的ddNTPs进行反应，开始延伸的第一个碱基就是多态性碱基。由于加入ddNTPs，反应进行一个核苷酸即停止，然后经引物延伸的荧光信号判断SNP基因型。
微测序根据介质不同分为液相微测序和固相微测序。
依其原理，首先是PCR扩增含SNP位点DNA片段，进而纯化，然后建立单碱基延伸反应，最后通过荧光信号采集进行基因分型。液相微测序基因分型的优点在于寡核苷酸序列较短，设计简单，而且该方法可以通过在SNP特异性微测序引物5’端添加不同重复次数的寡聚核苷酸尾，不同长度的延伸产物可通过毛细管测序仪鉴定，从而实现在同一反应中同时检测多个SNP位点，而多重微测序的应用也有效降低了实验成本。因为SBE反应中包括四种ddNTP，所以能准确检测两种以上等位基因的SNP位点的基因型。该法的不足在于实验需要PCR纯化，相对步骤烦琐，同时微测序技术不能用于小的插入和缺失多态性的基因分型。多重微测序仅能实现低水平多重性检测，不适用于高通量检测。该法技术要点：首先为保证单碱基延伸特异性，在微测序之前必须进行PCR产物纯化，以除去多余的PCR引物和dNTP，而多余的dNTP会使测序引物延伸多个碱基，干扰测序反应。用于微测序的DNA聚合酶应不具有3’-5’核酸外切酶活性，以防止发生引物3’-5’降解。
与液相微测序不同的是，固相微测序先将位点特异性基因分型寡核苷酸固定在微阵列基质上，然后把多重PCR产物杂交到阵列上，如果探针与PCR产物退火，PCR产物就作为单碱基延伸反应模板，延伸反应后，使用荧光扫描对掺入ddNTP的荧光进行测定，据此判断SNP基因型。
另外一种固相微测序是将待测模板固定为固相支持介质表面（通过生物素标记引物进行扩增，后与亲和素包被的固相介质结合，在经变性，洗脱不带标记的互补产物链，达到固定产物的目的），然后加入微测序反应体系进行微测序反应。
第三种固相微测序称为单碱基延伸-附加尾序列阵列（single base extension-Tags，SBE-TAGS）。该法是将引物设计成5’端为一段特异性序列尾（Tag），3’端为等位基因特异性序列，每个位点的引物具有独特的5’端尾序列，从而实现在同一反应体系中进行多重单碱基延伸，每个SNP位点的延伸产物通过5’端特异的尾序列识别固相支持介质上的互补序列并杂交，最后通过检测延伸碱基荧光信号来判断基因型。
焦磷酸技术（pyrosequencing）是一种基于单碱基延伸反应和化学发光原理对SNP进行分型检测的方法。与微测序不同，焦磷酸法测序可以在引物末端延伸几个核苷酸，通过酶级联生物发光反应测定焦磷酸盐而实现基因分型。测序引物与单链DNA模板退火后，在DNA聚合酶作用下，依次加入4种不同的dNTP，如果加入的碱基与模板上的引物末端对应的下一个碱基互补，则发生延伸反应，释放焦磷酸（pyrophosphoricacid，PPi），在三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）硫酸化酶、荧光素酶和三磷酸腺苷双磷酸酶的协同作用下，将引物上每一份dNTP的聚合与荧光信号释放偶联起来，通过检测荧光信号的释放和强度，实现实时测定DNA序列的目的。
焦磷酸测序主要包括3个操作步骤：PCR、测序模板制备和测序反应。所需仪器包括PCR仪和焦磷酸测序仪。为了制备测序用单链模板，需要对其中一条引物进行修饰，如5’端生物素（biotin）标记等。测序用模板的制备通常有3种方法：磁珠固相法、琼脂糖微球固相法和酶解液相法。
焦磷酸测序是Sanger法的重要补充。该方法能够直接测定突变的类型和准确位置，检测灵敏度高，并且快速，可以实现高通量自动化精确检测，还可对突变进行定量测定，以及发现新的遗传变异和突变。其主要缺点是不能测定长的基因序列，对试剂和仪器有特殊要求，需要专用的焦磷酸测序仪，不利于方法的常规使用，另外有些基因序列（如HLA-B 1502和HLA-B 5801基因）用焦磷酸测序很难测准。