Podobně jako u Sangerovy metody, se i u amplikonového sekvenování amplifikují pouze cílové úseky prostřednictvím PCR. Princip metody spočívá v tom, že části DNA, které jsou sekvenované, jsou navázané na speciální forward a reverse primery. Tyto primery pak přesně vymezí danou sekvenovanou oblast. Tyto úseky DNA jsou následně amplifikovány a osekávány.
U takto krátkých fragmentů DNA se můžeme zaměřit na konkrétní změny v jednotlivých bazích genů nebo jejich úseků. Tyto změny mohou být asociované s určitými onemocněními, zejména pak u nádorových chorob.