鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株，在含微量組氨酸的培養基中，除極少數自發回覆突變的細胞外，一般只能分裂幾次，形成在顯微鏡下才能見到的微菌落。受誘變劑作用後，大量細胞發生回覆突變，自行合成組氨酸，發育成肉眼可見的菌落。某些化學物質需經代謝活化才有致變作用，在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶，可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足。鑑於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關，故此法現廣泛應用於致癌物的篩選。
實驗用菌株的細胞壁還有能使實驗物易於滲透的突變。為了進一步增加試驗的敏感性，這些菌株的切除修復DNA的能力是缺陷的，並且還有提高錯誤傾向的DNA修復的質粒基因。
