Při určování otcovství se využívá metoda analýzy DNA. Pro tuto analýzu se využívá DNA izolovaná ze slin (bukální stěr) otce, dítěte a případně i matky.
Výsledkem DNA analýzy je tzv. profil jedince, který sestává ze sady alel STR lokusů ( markerů) přísně specifických pro analyzovanou osobu (výjimku tvoří jednovaječná dvojčata). DNA profily vyšetřovaných osob jsou pak mezi sebou srovnávány, je vypočítán paternitní index (PI) pro každý STR lokus, kombinovaný paternitní index (CPI) ze všech použitých lokusů a pokud není otcovství jednoznačně vyloučeno (v praxi platí : otcovství je vyloučeno, pokud se srovnávací profil jedinců neshoduje současně ve třech použitých polymorfních místech) pak se stanovuje pravděpodobnost otcovství (POP).Pokud v DNA profilu dítěte a předpokládaného otce je nalezena shoda u všech sledovaných markerů pak se otcovství potvrzuje s pravděpodobností blížící se 100%.
V současné době se standardně používají STR polymorfismy v DNA (markery), které jsou doporučeny pro identifikaci lidské DNA, používané americkou FBI pro vzorky ukládané do systému CODIS (Combined DNA Index System). Informace o sekvencích uložených v databázi GeneBank mohou být nalezeny na adrese: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/GenBank .