Căn chỉnh dựa trên thực tế rằng tất cả sinh vật sống đều liên quan bởi tiến hóa. Điều này ngụ ý rằng chuỗi nucleotide (DNA, RNA) và protein của các loài gần nhau về tiến hóa phải thể hiện độ tương đồng cao hơn.
Một sự căn chỉnh là quá trình xếp hàng các chuỗi để đạt mức độ đồng nhất tối đa, cũng định nghĩa độ tương đồng giữa các chuỗi. Hai chuỗi là đồng hệ (homologous) nếu chúng chia sẻ tổ tiên chung.
Mức độ tương đồng đạt được bằng căn chỉnh chuỗi có thể hữu ích trong việc quyết định khả năng đồng hệ giữa hai chuỗi. Căn chỉnh như vậy hỗ trợ quyết định vị trí tương đối của các loài khác nhau trong cây tiến hóa, gọi là cây hệ phát sinh (phylogenetic tree).
Vấn đề căn chỉnh chuỗi sinh học có thể định nghĩa như sau: Cho hai hoặc nhiều chuỗi sinh học đầu vào, nhận diện chuỗi giống nhau với chuỗi con bảo tồn cao. Nếu số chuỗi cần căn chỉnh là hai, gọi là căn chỉnh cặp (pairwise sequence alignment); ngược lại là căn chỉnh đa chuỗi (multiple sequence alignment).
Các chuỗi cần phân biệt và căn chỉnh có thể là nucleotide (DNA/RNA) hoặc axit amin (protein). Đối với nucleotide, hai ký hiệu căn chỉnh nếu chúng chính xác. Nhưng cho axit amin, hai ký hiệu căn chỉnh nếu chúng chính xác, hoặc nếu một có thể thay đổi từ cái kia bằng phép thay thế xuất hiện trong tự nhiên.
Có hai loại căn chỉnh bao gồm căn chỉnh cục bộ (local alignments) so với căn chỉnh toàn cục (global alignments). Cũ chỉ định rằng chỉ vùng của chuỗi được căn chỉnh, trong khi sau cần căn chỉnh trên toàn bộ độ dài chuỗi.
Đối với nucleotide hoặc axit amin, chèn, xóa, và thay thế xuất hiện trong tự nhiên với nhiều xác suất. Ma trận thay thế (substitution matrices) định nghĩa xác suất thay thế nucleotide hoặc axit amin và xác suất chèn và xóa.
Thường dùng ký tự khoảng trống, "-", để chỉ vị trí mong muốn không căn chỉnh hai ký hiệu. Để tính chất lượng căn chỉnh, cấu trúc điểm số thường được định nghĩa, thường đếm ký hiệu giống nhau hoặc tương tự là điểm dương và khoảng trống là điểm âm.
Tổng đại số của điểm được lấy làm phạm vi căn chỉnh. Mục tiêu căn chỉnh là đạt điểm tối đa giữa tất cả các căn chỉnh có thể. Tuy nhiên, rất tốn kém để tìm căn chỉnh tối ưu. Do đó, một số kỹ thuật heuristic đã được phát triển để tìm căn chỉnh dưới tối ưu.
Genome là toàn bộ bộ gen của một sinh vật. Khi protein cần thiết, gen tương đương được sao chép thành RNA. RNA là chuỗi nucleotide. DNA điều khiển tổng hợp một vài phân tử RNA, mỗi phân tử có vai trò cụ thể trong chức năng tế bào.