通过羊膜腔穿刺术（羊穿）或绒毛穿刺术或脐带血穿刺术，获取胎儿细胞，进行细胞培养和染色体核型分析，其中应用最多的还是羊穿，这是一种有创性胎儿染色体检测。
羊水穿刺是用于确诊胎儿是否有染色体异常、神经管缺陷以及某些能在羊水中反映出来的遗传性代谢疾病。一般适合中期妊娠的产前诊断。操作方式是在超音波导引之下，将一根细长针穿过孕妇的肚皮，子宫壁，进入羊水腔，抽取一些羊水进行羊水细胞和生物化学方面的检查。
优点:
能检测所有的染色体数目异常和大片段的染色体结构异常；是目前胎儿染色体疾病产前诊断的“金标准”。
局限性:
一般情况下，穿刺术是比较安全的，但仍存在个别穿刺失败，引起流产、感染、羊水渗漏的风险，羊穿的总体胎儿流失率大约为0.5％；细胞培养存在个体差异，不能确保100％成功；染色体检测对于染色体微小结构改变、单基因遗传病、多基因遗传病、环境和药物导致的胎儿宫内发育异常；低比例嵌合以及母体污染不能完全排除。
羊水穿刺的适应症:
母体年龄≥35岁；产前筛查提示胎儿染色体异常高风险；既往有胎儿染色体异常的不良孕产史；产前检查怀疑胎儿患染色体病的孕妇；夫妇一方为染色体异常携带者；孕妇可能为某种X连锁遗传病基因携带者；曾有不良孕产史或特殊致畸因子接触史者。近些年有人主张将ICSI（胞浆内单精子注射）也列入羊穿指征。
唐氏筛查、无创DNA及羊水穿刺的区别：
早期唐筛加中期唐筛比单纯中唐检出率高；
无创比唐筛检出率高；
羊穿的检出率最高；
筛查低风险并不意味着没有风险，筛查高风险羊穿后绝大多数结果是正常的；
唐筛除了能筛查21三体，18三体，13三体异常外，还能额外筛查出部分的性染色体异常和染色体结构异常，以及神经管缺陷；
无创筛查阳性，依然需要进行羊穿确诊；
筛查无风险，羊穿有比较低的，可控的，可接受的风险。