Metody takie jak Southern i northern oparte są na zdolności sondy do wybiurczego wiązania się z sekwencjami do niej komplementarnymi. Hybrydyzacja pozwala specyficznie wykrywać interesujące nas sekwencje mimo obecności dużej ilości innych (nie komplementarnych) molekuł. Komplementarność w tym przypadku rozumiemy jako zależne od sekwencji rozpoznawanie się molekuł (ang. ``molecular recognition'') i ich wzajemne wiązanie. Na przykład dwie nici dwuniciowego DNA wiążą się ze sobą ponieważ mają komplementarne sekwencje. Dzieki wiązaniu sondy z komplementarną do niej sekwencją powstają kompleksy ``sonda-sekwencja komplementarna''. Te kompleksy można wykrywać dzieki temu, że sonda jest wyznakowana (radioaktywnie lub chemicznie).
W roztworze występują następujące kompleksy różnych molekuł zwane dalej hybrydami: