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染色體結構捕捉技術自從人類開始使用顯微鏡觀察細胞以來，細胞核內的絲狀染色體構造一直為科學家所好奇。隨著逐步建構的遺傳學與生物化學概念，包括：由四個鹼基構成密碼的DNA是生物體內的主要遺傳物質，影響性狀表現(xiàn)的基因位在染色體上，DNA是由雙股螺旋分子所構成，強化子影響啟動子對其所屬基因的表現(xiàn)調控等。  圖一 3C技術原理與衍生之4C、5C及Hi-C技術。
他們的實驗首先使用低濃度福馬林處理細胞，使距離相近的絲狀染色體產(chǎn)生鍵結，再用限制酶將大片段DNA切成小片段，使得鍵結的DNA序列形成X型構造（圖一），接著用接合酶將X型DNA分子的兩端進行分子內接合，以產(chǎn)生8字型或絲帶狀DNA構造。再以65℃左右高溫進行反鍵結，將第一步產(chǎn)生的相鄰DNA分子間鍵結打開，使接合的分子恢復成線狀或環(huán)狀。最后，以定量聚合酶連鎖反應放大產(chǎn)物及后續(xù)定序。
由于相鄰DNA序列有較高的機率于實驗的第一步中產(chǎn)生鍵結，使得實驗最后定量聚合酶連鎖反應中，相鄰序列有較多的反應產(chǎn)物。接著以定序結果反推序列于基因體上的位置，如此便能推測引子的目標序列與基因體內的其他特定序列，在空間上具有何種程度的交互作用，也就能依此建構一段特定DNA序列的染色體在細胞核內的3D結構。使用3C技術所得到的DNA結構圖譜 ，可用來解釋DNA結構上的改變，包括直鏈形成環(huán)形DNA，如何調控特定基因的表現(xiàn)。還有，由于DNA片段在空間上的相互作用，會造成染色體構型上的改變，進而影響相關基因的調控，因此可研究強化子和啟動子如何影響目標基因的RNA轉錄。
 圖二模擬3C技術所得之序列位置對照聚合酶反應產(chǎn)物圖與DNA構型圖譜。
左圖模擬基因A經(jīng)過3C技術所得之上下游序列片段(1到7)聚合酶連鎖反應產(chǎn)量。由于聚合酶反應產(chǎn)物量與相鄰DNA序列在實驗過程中形成的鍵結率成正相關，因此可以由縱軸的數(shù)值反應出片段之間在空間上的遠近，進而推測出長鏈DNA在空間上的相互作用關系圖譜。序列片段1到7中，可能部分為已知的強化子，另外功能從未被描述但與基因A有相互作用的其他片段，則可能是具有功能的強化子。因此可以藉由3C技術得到新的基因調控片段與機制。另外，以往功能從未被描述的DNA序列，也可因為3C技術的應用，得以讓研究人員從序列與基因片段的交互作用中，預測出新的基因表現(xiàn)調控機制。因此，3C技術的發(fā)展為基因表現(xiàn)的研究帶來了相當大的突破。 然而3C技術也不是全然沒有限制，由于大部分雙倍體生物的基因只有一對序列，針對基因體中數(shù)百萬鹼基對進行放大時，稀少片段所得到的訊號往往容易被非專一性鍵結的雜訊給覆蓋。因此對照組挑選、謹慎的實驗設計、實驗數(shù)據(jù)的正確解讀，有可能會造成3C實驗結果判定上的困難。另外，由于3C技術針對目標序列以聚合酶連鎖反應進行放大，在一次實驗設計中要探討整個基因體序列的交互作用必須準備相當多的引子對，仍然限制全基因體3D結構的分析 。
隨著生物晶片以及更便宜且高通量的次世代定序陸續(xù)發(fā)展，以3C為基礎的4C、5C或 HiC 等技術，被設計并應用以解構一條帶有數(shù)億鹼基對染色體的構型 ，或提升到數(shù)千個鹼基對以下的解析度，使科學家能夠更精確地預測可能的基因調控序列及染色體結
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