Sikiön rakenteita voidaan tutkia tarkemmilla ultraäänilaitteilla tai joskus magneettitutkimuksella. Kromosomitutkimus ja geenitutkimuksia voidaan tehdä joko istukkanäytteestä tai lapsivesinäytteestä. Näyte otetaan neulalla vatsanpeitteiden ja kohdun seinämän läpi. Istukkanäyte voidaan ottaa 11. raskausviikosta lähtien. Lapsivesinäyte voidaan ottaa 15. raskausviikosta lähtien. Molempiin näytteenottomenetelmiin liittyy n. 0,5 prosentin keskenmenoriski.
Nykyisin riskiryhmään joutuneille äideille tarjotaan kromosomitutkimuksen vaihtoehtona NIPT (non-invasive prenatal testing) -tutkimusta. NIPT-tutkimuksella voidaan seuloa sikiön yleisimpiä trisomioita, joita ovat 21-trisomia (Downin oireyhtymä), 18-trisomia ja 13-trisomia. Tutkimus tehdään äidin verinäytteestä ja se perustuu äidin verenkierrossa esiintyvän sikiöperäisen DNA:n tutkimiseen. NIPT-tutkimus on vaihtoehto alkuraskauden istukka- ja lapsivesinäytteille silloin, kun raskaudessa on todettu kohonnut riski sikiön kromosomipoikkeavuuteen. NIPT-tutkimusta voidaan tarjota esimerkiksi, kun yhdistelmäseulontatutkimuksessa on todettu kohonnut riski Downin oireyhtymään tai aikaisemmassa raskaudessa on todettu jokin yllämainituista sikiön trisomioista. Tutkimukseen ei liity keskenmenoriskiä, koska se tehdään äidin verinäytteestä. NIPT-tutkimuksella ei ole mahdollista tutkia sikiön kaikkia kromosomeja ja NIPT-tutkimuksessa todettu trisomiaan viittaava löydös pitää vielä varmistaa invasiivisella tutkimuksella.
Sikiön tutkiminen perheessä jo ilmenneen sairauden toteamiseksi tapahtuu tavallisimmin joko ultraäänitutkimuksella tai istukka/lapsivesinäytteestä tehtävällä sikiön kromosomi- tai geenitutkimuksella. Menetelmän valinta riippuu mm. raskauden kestosta, istukan paikasta ja näkyvyydestä tutkimustilanteessa. Hyvin vaikeat rakennepoikkeamat voidaan havaita jo ensimmäisen UÄ-tutkimuksen yhteydessä. Istukka/lapsivesinäytteestä tehtävien kromosomi/geenitutkimusten tulosten saaminen vie tilanteesta ja tutkimuksesta riippuen parista päivästä muutamaan viikkoa. Jos diagnoosia etsitään synnytyspaikan tai hoidon suunnittelemiseksi, voidaan sikiödiagnostisia tutkimuksia tehdä vielä 24. raskausviikon jälkeenkin.
Kun perheen tai suvun sairaus löydöksineen ja geenivirheineen on tiedossa jo tutkimuksen suunnitteluvaiheessa, voidaan tutkimusta pitää hyvin luotettavana. Siinä kuitenkin tutkitaan tiettyä sairautta, eikä sen suhteen normaali tulos tarkoita, etteikö sikiöllä tai tulevalla lapsella aikanaan voisi olla jotain muuta sairautta.