フリーマーチン検査は、異性複数産子（異性双子）の雌において血液キメラの有無を雄特異的なＤＮＡ塩基配列の検出により、推定しています。検出にはマルチプレックスPCR法により、雌雄共通のＤＮＡ塩基配列を同時に増幅することで、より正確な検査を行っています。また、雄特異的なＤＮＡ塩基配列には牛Y染色体特異的な反復配列を用いることで検出感度を高めています。増幅したPCR産物の検出はポリアクリルアミドゲル電気泳動（PAGE）法を用いています。

　フリーマーチン検査は、血液キメラの有無を推定することから血液でしか行えません。血液は抗凝固剤入り採血管で採取した全血を用います。