Az apasági teszt az ember sejtjeiben található genetikai anyag, a dezoxiribonukleinsav (DNS) elemzésén alapul. A DNS egy lineáris molekula, amelyben az STR (short tandem repeats) típusú rendszereknek vagy markereknek nevezett szakaszokat vizsgáljuk. Ezek egyénileg eltérőek, különböző hosszúságúak. Egy szakasz hosszát allélnak nevezzük, és egy számmal fejezzük ki (pl. 5, 8, 23 stb.). Egy adott rendszerben minden egyénnek két allélja van, a gyermek pedig az egyiket az anyától, a másikat az apától örököli. Így a gyermeknek minden rendszerben egy olyan alléllal kell rendelkeznie, amely megegyezik a biológiai apjának DNS alléljával. Ehhez a teszthez 16 STR típusú markert vizsgálunk, valamint egy további szakaszt a minta nemének meghatározására.
Az adott férfi apasága kizárható (az adott rendszerben), ha az nem rendelkezik a vizsgálat alá vetett gyermek egyik alléljával sem. Az esetlegesen előforduló véletlen örökletes DNS-mutáció lehetősége miatt az apaság csak akkor tekinthető megbízhatóan kizártnak, ha legalább két STR rendszer zárja ki. Ha az apaságot ilyen módon nem zárják ki, kiszámítják az apasági indexet (PI – paternity index) és az apaság valószínűségét (W – probability of paternity) (a populációban előforduló egyes allélok gyakoriságára vonatkozó adatokból). Elegendő számú vizsgált STR rendszerrel történő vizsgálat alapján az apaság valószínűsége legalább 99,99% (“az apaság gyakorlatilag bizonyított”). Ugyanez az elv vonatkozik az anyaság DNS-vizsgálatára is.
