高通量测序技术也被称作二代测序技术，这是相对一代测序技术而言的，同时由于它的出现使得我们能对一个物种的基因组和转录组进行全面、细致的分析成为可能，所以又被称为深度测序。
高通量测序技术的一般过程是将DNA(或cDNA)随机片段化，加上接头序列，制备用于上机测序的文库，通过对文库中数以万计的克隆(colony)进行延伸反应，检测对应的信号获取序列信息，通过数据分析来挖掘序列中的科学问题。
该技术以能一次并行对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定和一般读长较短等为标志，通过读取多个短DNA片段，拼接成完整的序列信息。与一代测序Sanger法相比，高通量测序技术在处理大规模样品时具有显著的优势，在测序速度及测序通量上具有无可取代的地位，是目前组学研究中的核心技术。
高通量测序技术已经开始覆盖越来越多的科研领域，随着第二代测序技术的迅猛发展，科学界也开始越来越多地应用第二代测序技术来解决生物学问题。比如在基因组水平上对还没有参考序列的物种进行从头测序，获得该物种的参考序列，为后续研究和分子育种奠定基础;对有参考序列的物种，进行全基因组重测序，在全基因组水平上扫描并检测突变位点，发现个体差异的分子基础。在转录组水平上进行全转录组测序，从而开展可变剪接、编码序列单核苷酸多态性等研究;或者进行小分子RNA测序，通过分离特定大小的RNA分子进行测序，从而发现新的microRNA分子。在转录组水平上，与染色质免疫共沉淀和甲基化DNA免疫共沉淀技术相结合，从而检测出与特定转录因子结合的DNA区域和基因组上的甲基化位点。
