Unter dem Namen „next generation sequencing” (NGS) werden genanalytische Verfahren zusammengefasst, die eine sehr große Anzahl von DNA-Molekülen parallel sequenzieren können. Es handelt sich hierbei um eine Weiterentwicklung der zuvor bereits etablierten Sanger-Sequenzierung. Prinzipiell werden beim NGS verschiedene Methoden der so genannten klonalen Amplifikation eingesetzt, um Millionen von DNA-Fragmente gleichzeitig zu vervielfältigen („massively parallel”). 

Die Stärke des NGS beruht somit auf der schnellen Gewinnung großer Datenmengen. Im diagnostischen Kontext kommen verschiedene Anwendungsprotokolle in Frage: Bei der Multi-Panel-Sequenzierung wird die Anreicherung und Vervielfältigung der DNA der zu behandelnden Personen gezielt auf diejenigen Gene beschränkt, die aufgrund der klinischen Symptomatik der Personen bzw. der Verdachtsdiagnose der ärztlichen Fachperson von Relevanz sein könnten. 

Bei der Exomsequenzierung erfolgt eine Anreicherung und Sequenzierung aller kodierenden Bereiche des Genoms (diese werden als Exom zusammengefasst). Bei der Gesamtgenomsequenzierungen wird das gesamte Genom einschließlich seiner nicht kodierenden Bereiche sequenziert. Nach einer erfolgreichen Exom- bzw. Gesamtgenomsequenzierung steht grundsätzlich die Information des gesamten Exoms bzw. Genoms zur Verfügung. 

Darüber hinaus werden neuere Methoden der sogenannten dritten Generation erforscht, die ohne eine vorherige Vervielfältigung einzelner DNA-Abschnitte direkt einzelne Moleküle sequenzieren können.

Während der Zeitaufwand der Sequenzierung durch das NGS um ein Vielfaches gesunken ist, sind die Anforderungen an die Interpretation um ein Vielfaches gestiegen, da die Analyse der großen Datenmengen sehr aufwendig ist. Einen Überblick zu den aktuellen Methoden, ihren Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen sowie den damit verbundenen Herausforderungen gibt der dritte Tätigkeitsbericht der Gendiagnostik-Kommission (GEKO) von April 2019.