1、無機片基和有機合成物片基的基因芯片
以基因芯片的片基或支持物的不同可以分為無機片基和有機合成物片基，前者主要有半導體硅片和玻璃片等，其上的探針主要以原位聚合的方法合成；后者主要有特定孔徑的硝酸纖維膜和尼龍膜，其上的探針主要是預先合成后通過特殊的微量點樣裝置或儀器滴加到片基上。另有以聚丙烯膜支持物用傳統的亞磷酰胺固相法原位合成高密度探針序列。
2、原位合成和預先合成然后點樣的基因芯片
以探針陣列的形式分為原位合成與預先合成然后點樣兩種。芯片制備的原理是利用照相平板印刷技術將探針排列的序列即陣列圖"印"到支持物上，在這些陣列點上結合上專一的化學基因。原位合成主要是指光引導合成技術，該技術是照相平板印刷技術與固相合成技術、計算機技術以及分子生物學等多學科相互滲透的結果。預先合成然后點樣法在多聚物的設計方面與前者相似，合成工作用傳統的DNA 合成儀進行。合成后再用特殊的點樣裝置將其以較高密度分布于硝酸纖維膜或經過處理的玻片上。
3、基因表達芯片和DNA測序芯片
根據芯片的功能可分為基因表達譜芯片和DNA測序芯片兩類。基因表達芯片可以將克隆到的成千上萬個基因特異的探針或其cDNA片段固定在一塊DNA芯片上，對來源于不同的個體(正常人與患者)、組織、細胞周期、發育階段、分化階段、病變、刺激(包括不同誘導、不同治療手段)下的細胞內mRNA或反轉錄后產生的cDNA進行檢測，從而對這些基因表達的個體特異性、組織特異性、發育階段特異性、分化階段特異性、病變特異性、刺激特異性進行綜合的分析和判斷，迅速將某個或幾個基因與疾病聯系起來，極大地加快這些基因功能的確定，同時可進一步研究基因與基因間相互作用的關系。DNA 測序芯片則是基于雜交測序發展起來的。其原理是，任何線狀的單鏈DNA或RNA序列均可分解成 一系列堿基數固定、錯落而重疊的寡核苷酸，又稱亞序列(subsequence)，假如我們能把原序列所有這些錯落重疊的亞序列全部檢測出來，就可據此重新組建出原序列。
另外也可根據所用探針的類型不同分為cDNA微陣列(或cDNA微陣列芯片)和寡核苷酸陣列(或芯片)，根據應用領域不同而制備的專用芯片如毒理學芯片(Toxchip)、病毒檢測芯片(如肝炎病毒檢測芯片)、P53基因檢測芯片等。
又可以按生物化學反應過程分：
通常的生物化學反應過程包括三步，即樣品的制備，生化反應、結果的檢測和分析。可將這三步不同步驟集成為不同用途的生物芯片，所以據此可將生物芯片分為不同的類型。例如用于樣品制備的生物芯片，生化反應生物芯片及各種檢測用生物芯片等。
