长期以来，单基因遗传病的诊断主要靠临床观察和系列化学检查，但生化学检查要求有相应基因表达产物的体液或细胞，并对基因产物或代谢异常机理有所了解，但对绝大多数遗传病而言，目前还远未达到这种认识。
理想的诊断方法是对患者基因或DNA本身直接进行分析，因为这种分析摆脱了上述各种限制。机体各种组织的核细胞均有全套基因组DNA，都可以作为分析的材料，而不必考虑表达问题。例如，淋巴细胞、皮肤细胞、绒毛细胞均可用来分析β珠蛋白基因而不一定要采用骨髓细胞；又如苯酮尿症时缺乏的苯丙氨酸羟花酶只在肝中产生，但任何组织、细胞的DNA均可用作苯丙氨酸羟化酶基因的检查。当然，基因分析也不能完全代替生化学检测。例如，G6PD缺乏症的诊断只需要作红细胞酶测定，而不需要基因分析作出诊断。