它与
cDNA芯片的本质差别在于
寡聚核苷酸芯片固定的探针为特定的
DNA寡聚核苷酸片段（探针），而后者为cDNA。
基因表达芯片的两个重要参数是检测的灵敏度和特异性。
cDNA芯片由于基因长短不同以至Tm值各异，众多的基因在同一张芯片上杂交，使得杂交条件很难同一，使得传统的cDNA芯片的分辨能力受到限制。寡聚核苷酸
芯片序列选择经过优化，利用合成的一定长度（如20，30，70-mer等）的寡核苷酸单链探针代替全长cDNA点样，制成芯片。其优点：无需扩增，防止扩增失败影响实验；减少非特异杂交，能有效区分有同源序列的基因；杂交温度均一，提高杂交效率；减少二级结构。此外，寡核苷酸芯片还可以通过
原位合成法制备，而cDNA芯片只能通过后者制备。上述特点使得寡核苷酸芯片的应用日益广泛。但是当寡核苷酸序列较短时，单一的序列不足以代表整个基因，需要用多段序列。
高密度的
寡核苷酸芯片作为一个有力的工具广泛用于分析基因组数据，与传统的凝胶分析方法比较起来，具有成本低、高通量、高度自动化的优点，这些寡核苷酸芯片，已广泛用于用遗传变异扫描、分子条编码、
基因表达检测及测序。
1）
临床诊断方面。用于研究人类多基因相关性疾病（如癌症、
心血管疾病等），发现相关的基因及其相互作用机理，寻找早期发现，早期诊断的方法；同时还可制成外源性病原体相关基因芯片，如
病毒性肝炎芯片等；
2）基因功能研究。应用基因芯片可以开展
DNA测序、基因表达检测、基因突变性、基因功能研究、寻找新基因、单核苷酸多态性（SNP）测定等研究；
3）药物筛选和新药开发。采用了基因芯片技术来寻找药物靶标，查检药物的毒性或副作用，用芯片作大规模的筛选研究可以省略大量的动物试验，缩短药物筛选所用时间，在基因组药学（pharmacogenomics）领域带动新药的研究和开发；并可指导实现合理用药。