Ако по една или друга причина съществува съмнение, с помощта на тест за бащинство може да бъде доказано дали даден мъж е биологичният баща на едно дете. Той може да бъде от полза и при спорове за бащински права и отговорност. По същия начин би могъл да се направи и тест за майчинство, но това в практиката се налага много по-рядко.
Най-надеждният способ за установяване на родителството е чрез ДНК-анализ (известен още като снемане на генетични отпечатъци), въпреки че в миналото са прилагани и други методи като сравняване на кръвните групи, анализ на различни други протеини и ензими или HLA (човешки левкоцитни антигени). Съвременните техники за тестване на бащинството използват също така полимеразна верижна реакция (PCR) и полиморфизъм по дължината на рестрикционните фрагменти (RFLP). Реално обаче ДНК-анализът измести всички други методи, защото има изключително висока точност - около 99.999%.
Всеки човек има уникална ДНК, която е случайна комбинация от тази на неговите двама родители в приблизително равно съотношение. Следователно сравняването на ДНК-последователността при двама души може да покаже дали едната от тях е наследена от другата. Обикновено се разглеждат някои конкретни поредици от гени, за да се види дали са копирани едно към едно от генома на единия човек в другия. Ако това е така, то доказва, че генетичният материал на единия е получен от този на другия (или вторият е родител на първия). Освен така наречената ядрена ДНК в ядрото на клетките (ядрен геном) и митохондриите имат свой собствен генетичен материал, наречен митохондриален геном. Митохондриалната ДНК се наследява само от майката без никаква промяна.
Доказването на родство въз основа на нея е много по-лесно, отколкото на базата на ядрения геном. Но то показва единствено, че двама души произхождат от общ прародител по майчина линия и поради тази причина не може да бъде приложено за установяване на бащинството.
Тестът за бащинство обикновено се прави с кръв (най-често от вената) или натривка от вътрешната част на бузата. Едни и същи проби трябва да се вземат от майката, детето и предполагаемия баща. В по-редки случаи тестът се прави и с генетичен материал от пъпна връв или коса, но космите за пробата трябва да бъдат с непокътнат корен, което означава, че е нужно директно да бъдат отскубнати от скалпа.
Възможно е тестване за бащинство да се направи и преди раждането, но това е свързано с рискове за майката и бебето, така че е необходимо специално разрешение от лекар. Единият от начините е чрез амниоцентеза, при която с насочвана с ултразвук игла се изтегля малко количество околоплодна течност за изследване. Тази процедура се прилага през второто тримесечие от бременността (между 14-та и 24-та седмица) и съществува известна вероятност от помятане или увреждане на плода. Други странични ефекти включват гърчове, изпускане на околоплодна течност и вагинално кървене. Някои лаборатории в света вече предлагат и неинвазивно предродилно тестване за бащинство. При него ДНК на бебето се изолира от венозни проби, взети от ръката на майката, тъй като кръвта на бременната жена носи в себе си и ДНК на детето.
По изключение може да бъде направен тест за бащинство и без материал от майката. Тогава резултатите се чакат по-дълго време, тъй като може да са нужни допълнителни тестове. По принцип обаче е необходимо съгласието и на двамата партньори, особено ако резултатите ще бъдат използвани в съда.
Понякога бащинството може да бъде изключено само с помощта на прост анализ на кръвните типове. При тях са възможни единствено определени комбинации и несъответствието може да докаже, че даден мъж не е биологичният баща на детето.
