El material genético está compuesto por moléculas de ADN, que se disponen en secuencias diferentes en cada individuo. Estas diferencias, llamadas alélicas, se transmiten de padres a hijos, siguiendo las leyes de la herencia. De esta manera, el patrón de los alelos de un individuo está formado por una mitad proveniente de su madre y la otra proveniente de su padre. Este hecho hace posible que, al identificar iguales alelos compartidos por dos individuos, se puedan establecer relaciones de parentesco o filiación.

En las pruebas de paternidad, algunos de estos polimorfismos son examinados y se comparan los alelos hallados en el material genético de la madre, el hijo y el supuesto padre. Teniendo en cuenta que el hijo debe obligatoriamente heredar los marcadores alélicos de la madre y del padre, se puede determinar el grado de probabilidad de que exista la relación paterno-filial.

La ventaja más importante de la utilización del análisis del ADN para la determinación de paternidad reside en el alto grado de certidumbre con que se puede deducir la inclusión de un padre, dado que usualmente se manejan estimaciones que tienen un grado de confiabilidad mayor del 99,99%.

Para los casos de exclusión el índice de paternidad vale cero y la certeza del estudio, en ese caso es del 100%.

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