La puntura viene eseguita, in regime di anestesia locale e con un ago molto sottile, attraverso cavità addominale ed utero fino a raggiungere l'amnios, il sacco che contiene il feto. Lo scopo è prelevare un campione di liquido amniotico (il liquido che avvolge il feto), che verrà analizzato per poter porre una diagnosi prenatale di numerose ed importanti malattie eventualmente presenti a carico del nascituro (circa il 75% delle malattie congenite) o di identificarne il sesso. In alcuni casi la stessa via di accesso può essere usata non per prelevare liquido, ma per introdurre particolari sostanze (mezzo di contrasto) necessarie ad eseguire esami diagnostici. Di solito, l'amniocentesi è eseguita subito dopo la quattordicesima settimana di gestazione, nell'ambito del consulto genetico prestato a genitori portatori di sospette anomalie ereditarie, quando la madre ha un'età tale da esporre il feto al rischio di anomalie genetiche o quando costei è stata esposta a sostanze che potrebbero danneggiare seriamente lo sviluppo del feto.