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  雙脫氧鏈終止法採用DNA複製原理。 Sanger測序反應體系中包括目標DNA片段、脫氧三磷酸核苷酸(dNTP)、雙脫氧三磷酸核苷酸(ddNTP)、測序引物及DNA聚合酶等。 測序反應的核心就是其使用的ddNTP:由於缺少3'-OH基團,不具有與另一個dNTP連線形成磷酸二酯鍵的能力,這些ddNTP可用來中止DNA鏈的延伸。此外,這些ddNTP上連線有放射性同位素或熒游標記基團,因此可以被自動化的儀器或凝膠成像系統所檢測到。

  早期基於Sanger法的測序設定了四個平行的測序反應,每一個反應中分別包括目標片段、DNA聚合酶、測序引物、四種dNTP和一種特定型別螢光(或放射性同位素)標記的ddNTP(即不同的反應中分別為ddATP、ddGTP、ddCTP及ddTTP)。 透過這樣的配置,在不同的反應中DNA鏈將會分別在A、G、C及T位中止,並形成不同長度的DNA片斷。這些片斷隨後可被凝膠電泳分開並顯示出來。變性丙烯醯胺電泳有四個泳道,每個泳道對應一種鹼基。電泳結束後通過放射自顯影或紫外顯影可讀出X光片或凝膠影像。影象中的每一個暗帶表示一個雙脫氧核苷酸(ddATP,ddGTP,ddCTP,ddTTP)摻入後鏈終止的DNA片段的結果。四個泳道之間的不同暗帶的相對位置可以用來讀取(從底部到頂部)DNA序列,從而得到該目標片斷的鹼基排列順序。如圖A所示,該DNA片斷的序列順序為TAGGCTTCGTA。  隨著Sanger測序技術的發展,ddNTP的標記技術有了很大的提高。不同種類的ddNTP可以被不同螢光基團所標記,而這些螢光基團具有相同的激發波長和不同的發射波長,因而在光學上表現為不同的顏色。因此,測序反應可以在一個體系中進行,滿足了業界對測序速度、自動化及通量不斷提高的要求。如圖B所示,原本四個不同的測序反應被單一測序反應所取代。

  桑格法操作簡便,因此被廣泛使用,在其基礎上衍生出熒光自動測序技術等。基於熒游標記和雙脫氧鏈終止法的熒光自動測序儀被廣泛使用,用於人類基因組計劃等專案。 基於毛細管電泳技術,Sanger測序現在已經可以在高度自動化的測序儀中進行,商用的產品包括Life Technologies的3130xL、3730xL、3500Dx與3500Dx xL測序儀及Beckman的GeXP遺傳分析系統等。這類系統最長可測定600-1000bp的DNA片段,且對重複序列和多聚序列的處理較好,序列準確性高。但是,這類測序儀在24h內可測定的DNA分子數一般不超過10,000個,通量較低,每鹼基測序成本較高,不適合大規模平行測序。其中ABI的3500Dx系列最近獲得美國FDA、歐盟與中國SFDA批准,成為第一臺進入臨床使用的基因測序儀。
雙脫氧鏈終止法(英語:dideoxyribonucleotide [簡稱 dideoxy] chain-termination method),又稱桑格法(英語:Sanger method),為一種常用的核酸測序技術,用於DNA分析,由英國生物化學家弗雷德裡克·桑格於1977年發明。雙脫氧鏈終止法與化學降解法以及其衍生方法統稱為第一代DNA測序技術,為人類基因組計劃所使用主要測序方法。