甲基化晶片的原理主要基於亞硫酸鹽處理後的DNA序列雜交的信號探測。具體步驟如下：
亞硫酸鹽處理：亞硫酸鹽處理能夠將非甲基化的胞嘧啶(C)轉變為尿嘧啶(U)，而甲基化的胞嘧啶則保持不變。
尿嘧啶轉化：處理後的尿嘧啶進一步被轉化為胸腺嘧啶(T)。
晶片雜交：經過上述處理的DNA序列與晶片上的DNA探針序列進行雜交。如果待測DNA序列與晶片上的探針序列能夠匹配，那麼探針會發光，從而檢測到甲基化狀態。
Illumina的450K晶片採用兩種不同的assay：Infinium I和Infinium II。Infinium I使用兩種bead（微珠），分別是甲基化M和非甲基化U；而Infinium II則是一種bead，不區分甲基化和非甲基化。