两条DNA单链之间能否复性，并不取决于这两条单链是否同源，而取决于它们的碱基顺序是否互补。如果两条来源不同的DNA单链具有互补的碱基序列，也同样可以复性，形成杂交体，这个过程即核酸分子杂交或简称分子杂交。分子杂交是一项利用DNA变性—复性原理而设计的极其重要的分子生物学技术，具有特异性强及灵敏度高的特点。分子杂交形成双链杂交体的过程，从本质上看，就是两条互补单链核酸分子以复性的原理形成双链核酸的过程。这一过程既可发生在两条DNA单链之间(DNA-DNA杂交)，也可发生在DNA与RNA核酸分子探针之间(DNA-RNA杂交)、两条RNA单链之间(RNA-RNA杂交)以及寡核苷酸与DNA或RNA之间。由于DNA分子一般都以双链形式存在。因此在进行分子杂交时，应先将双链DNA分子通过变性解聚成单链后再进行杂交。单链核酸分子不需变性即可直接进行杂交。
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两条具有一定互补序列的核酸单链既可在一定条件下杂交而形成双链，杂交双链又可在一定条件下解链成单链。杂交双链即杂交体的稳定程度与它的变性或熔解温度(Tm)有关，Tm值越高。杂交体越稳定。影响杂交体稳定性的因素主要包括以下几个方面：
1．杂交双链的碱基组成 杂交双链解离成单链时主要涉及配对碱基间氢键的断裂。G—C之间有三个氢键，而A-T之间或A-U之间只有两个氢键，故(G＋C)含量越高的杂交双链越稳定。
2．杂交双链的长度 杂交双链越长越稳定。
3．杂交双链的碱基错配程度 错配的碱基愈多，即错配的程度愈高，杂交双链的稳定性愈低。
4．溶液中的离子强度 离子强度愈高，杂交双链越稳定。
5．变性剂(如甲酰胺)的浓度 有些杂交液常包含较大比例的甲酰胺，以降低杂交反应的温度。故提高杂交液中甲酰胺的浓度，可降低杂交双链的稳定性。
分子杂交按作用环境可大致分为固相杂交和液相杂交两种类型。固相杂交是将参加反应的一条核酸链先固定在固体支持物(如硝酸纤维膜、尼龙膜、乳胶颗粒、微孔板等)上。另一条核酸链游离于溶液中；液相杂交时，参与反应的两条核酸链都游离于溶液中。
原位杂交属于固相分子杂交的范畴，它应用DNA变性—复性原理，在低于核酸变性温度(Tm)20～30~C时，根据碱基互补配对原则，在适当条件下用带有标记物的、已知碱基序列的核酸与组织切片上具有相应序列的单链核酸(靶核酸)发生杂交反应，形成杂交体。然后通过相应的显示方法或检测系统在组织或细胞内将这种杂交体显示出来而在核酸原有的位置对相应的靶核酸进行定位，并可利用显微分光光度计或图像分析仪等进行半定量研究。原位杂交既吸取了分子杂交技术特异性强及灵敏度高的特点，又兼备组织化学染色的可见性，能特异地显示细胞内的核酸，并可研究特异基因在局部组织中的表达。
