現在學術界從不同角度對生物芯片的分類有多種。通常的生物化學反應過程包括三步，即樣品的製備、生化反應、結果的檢測和分析，將這三個不同的步驟集成為不同用途的生物芯片，所以按此種分類可將生物芯片分成不同的類型，即：用於樣品製備的生物芯片、生化反應生物芯片及各種檢測用生物芯片。
（1）樣品製備芯片將通常需要在實驗室進行的多個操作步驟集成於芯片上，目前，主要通過升溫、變壓脈衝以及化學裂解等方式對細胞進行破碎，通過微濾器、介電電泳等手段實現生物大分子的分離，如Cepheid公司應用濕法蝕刻、反應離子濕刻、等離子蝕刻等工藝在矽片上加工出含有5000個高200μm、直徑20μm的細柱式結構的DNA萃取芯片，專門用於DNA的萃取。
（2）生化反應芯片在芯片上完成生物化學反應，與傳統生化反應過程相比，高效、快速，如PCR反應芯片，可以節約實驗試劑，提高反應速度，並且可以完成多個片段的擴增反應，由於受當前檢測分析儀器的靈敏度所限，通常在對微量核酸樣品進行標記和應用前，必需對其進行一定程度的擴增，PCR芯片為快速、大量的獲得DNA片段提供了有力的工具，美國賓夕法尼亞大學、勞倫斯－利物摩國家實驗室和Perkin-Elmer公司等研究機構已在此項研究領域獲得成功。
（3）檢測芯片用於生物樣品檢測，是目前發展最為迅猛的芯片技術，如用於DNA突變檢測的毛細管電泳芯片，用於表達譜檢測、突變分析、多態性測定的DNA微點陣芯片(也稱基因芯片)；用於大量不同蛋白檢測和表位分析的蛋白或多肽微點陣芯片(也稱蛋白或多肽芯片)。
三種生物芯片的最終發展目標是將樣品製備、生化反應到檢測分析整個過程集成為微型分析係統，即芯片實驗室(Lab on a chip)。
生物芯片的形式多種多樣，以其基質材料分，有尼龍膜、玻璃片、塑料、矽膠晶片、微型磁珠等；以檢測的生物信號分，有核算、蛋白質、生物組織碎片等；以工作原理分，有雜交型、合成型、連接型、親和識別型等。
從功能和應用角度來看，目前常用的生物芯片主要是三類：即DNA芯片（DNAchip，DNA microarray）、蛋白芯片（Proteinchip）、芯片實驗室（Lab on a chip）。
一、DNA芯片
DNA芯片(DNAChip)又稱基因芯片(Genechip)，它是在基因探針上連接一些可檢測的物質，根據堿基互補的原理，利用基因探針到基因混合物中識別特定基因的芯片。所謂基因探針隻是一段人工合成的堿基序列，基因芯片將大量探針分子固定於支持物(Substrate)上，然後與標記的樣品進行雜交，通過檢測雜交信號的強度及分布來進行分析。
由於用該技術可以將極其大量的探針同時固定於支持物上，所以一次可以對大量的DNA分子或RNA分子進行檢測分析，從而解決了傳統核酸印跡雜交（Southern Blotting 和Northern Blotting等）技術複雜、自動化程度低、檢測目的分子數量少、效率低(Low through-put)等不足，而且通過設計不同的探針陣列(Array)，用一定的分析方法，還可以用於序列分析，稱作雜交測序（Sequencing By Hybridization，SBH）。結構基因組學研究所有基因的結構和染色體定位，用傳統方法費時費力；功能基因組學研究基因表達調控和基因表達產物在機體發育、分化及疾病中的作用，需要在基因組尺度進行平行研究。基因芯片(Biochip)的出現為解決以上問題提供了一個新的方法，基因芯片以其無可比擬的信息量、高通量、快速、準確地分析基因的本領，在基因功能研究、臨床診斷、食品衛生檢測及新藥開發等方麵顯示了巨大的威力，已成為人類捍衛生命的一大利器。