Während der Schwangerschaft finden sich im Blut der Schwangeren kleine Fragmente der fetalen DNA, genauer gesagt, DNA aus Zellen der Plazenta. Durch die Analyse dieser DNA-Bruchstücke kann der NIPT ein Risiko ermitteln, ob das werdende Kind von einer genetischen Veränderung betroffen ist, auf die der jeweilige Test hin untersucht. Obwohl NIPT sehr sicher sind, kann es in seltenen Fällen dazu kommen, dass ein NIPT ein erhöhtes Risiko für eine genetische Abweichung ermittelt, obwohl das Kind diese Abweichung nicht trägt. In weit selteneren Fällen kann es auch vorkommen, dass für ein betroffenes Kind fälschlicherweise ein niedriges Risiko angegeben wird.

Man spricht hier von der biologischen Limitation der NIPT. Diese hängt damit zusammen, dass das genetische Material der untersuchten Plazentazellen zum größten Teil mit dem des Kindes übereinstimmt, dass es in seltenen Fällen aber auch Abweichungen im Bereich der untersuchten DNA gibt.

Daher werden Testergebnisse mit einem erhöhten Risiko üblicherweise mit einem diagnostischen Test bestätigt. Ein diagnostischer Test untersucht die DNA des Fetus. Um diese zu entnehmen, muss jedoch ein kleiner Eingriff (z. B. eine Amniozentese) vorgenommen werden, der ein geringes Risiko (im Bereich von ca. 0,2 %) für einen Verlust des Kindes mit sich bringt. Ein solches Risiko besteht bei der Testung mit einem NIPT nicht.