در این روش، DNA نمونه به قطعات کوچکتر، معمولاً از 250 تا 500 جفت باز شکسته می‌شود. هر یک از این قطعات به گونه‌ای اصلاح می‌شوند که توالی‌های نوکلئوتیدی کوچک و خاصی به نام «آداپتور» به انتهای آن‌ها اضافه می‌شوند. همانطور که در شکل نشان داده شده است، این قطعات DNA با دانه‌های مغناطیسی پوشیده شده با توالی‌های نوکلئوتیدی بسیار کوچک که آداپتورها به آن‌ها متصل می‌شوند، در محلول قرار می‌گیرند.

در پایان این فرآیند، تکه‌های DNA منحصربه‌فرد، هر کدام به مهره‌های خود متصل می‌شوند. در نهایت، توالی‌های متصل به مهره‌ها به گونه‌ای تقویت می‌شوند که هر مهره با کپی‌های یکسانی از قطعه DNA تک رشته‌ای مربوطه پوشش داده می‌شود. سپس مهره‌های پوشیده شده با DNA در یک تراشه (چیپ) با حفره‌های میکروسکوپی با اندازه کافی بارگذاری می‌شوند تا هر مهره در چاه کوچک خود فرود آید.

هنگامی که تراشه در دستگاه توالی‌یابی قرار می‌گیرد، دستگاه توالی‌یابی یک چرخه تکراری را انجام می‌دهد که در آن نوکلئوتیدهای آزاد یک به یک به تراشه اضافه می‌شوند و سپس مواد متصل نشده شسته می‌شوند. به عنوان مثال، آدنین آزاد در کل تراشه اضافه می‌شود. سپس تراشه شسته می‌شود و تیمین آزاد به آن اضافه می شود و به همین ترتیب ادامه می‌یابد.

این چرخه 200 تا 400 بار تکرار می‌شود. هنگامی که یک نوکلئوتید آزاد در یک قطعه DNA ترکیب می‌شود، این فرآیند یون‌های هیدروژن را آزاد می‌کند و در نتیجه pH را در چاه خاصی که نوکلئوتید آزاد در آن اضافه می‌شود، کاهش می‌دهد. این باعث افزایش پتانسیل الکتریکی آن حفره می‌شود. ابزار تعیین توالی ردیابی، حفره‌هایی که تغییرات ولتاژ اندازه‌گیری شده در طول افزودن نوکلئوتید داشته‌اند را شناسایی می‌کند و این اطلاعات را به یک سری از پایگاه‌‌ها برای هر قطعه DNA اضافه شده به تراشه تبدیل می‌کند.

این به طور قابل توجهی با تعیین توالی توسط سایر سازندگان متفاوت است، زیرا تشخیص نوکلئوتید الکتریکی است و نوری نیست.  هیچ دوربینی در ابزار نیمه هادی مورد نیاز نیست.