Składnikami typowymi, identycznymi we wszystkich wariantach tego doświadczenia, są (poza samym matrycowym DNA i enzymem): startery, dATP, dCTP, dGTP, dTTP (2'-deoksyadenozynotrójfosforan itp., ogólnie dNTP), bufor nadający roztworowi odpowiednie pH i zawierający odpowiednie jony aktywatory - jony Mg2+.
W pierwszym z wariantów reakcja dołączania kolejnych nukleotydów przeprowadzana jest tak, że zatrzymuje po osiągnięciu jednego z nukleotydów adeninowych, gdyż zawiera nietypowy nukleotyd ddATP (2',3'-dideoksyadenozynotrójfosforan, od tej klasy związków pochodzi nazwa metody). Kiedy polimeraza DNA odczytuje w matrycy nukleotyd tyminowy, to w nowo syntetyzowanej nici wbudowuje komplementarny nukleotyd adeninowy wykorzystując dATP jako substrat. Ponieważ w roztworze znajduje się także analog dideoksy, ddATP, konkurujący o miejsce wiązania z dATP, a polimeraza nie rozróżnia tych dwóch związków, do niektórych nowych łańcuchów DNA wbudowany zostaje nukleotyd zmodyfikowany. Jeśli przyłączony zostanie naturalny nukleotyd adeninowy, to polimeraza może kontynuować syntezę DNA. Jeśli wbudowana zostanie dideoksyadenozynotrifosforan, to proces syntezy zostaje przerwany, gdyż analog ten nie ma w pozycji 3' grupy hydroksylowej biorącej udział w tworzeniu wiązania 3' 5' - fosfodiestrowego i umożliwiającej przyłączenie kolejnego nukleotydu.