Illumina menyediakan alat dan layanan untuk menganalisis materi genetik dengan ilmu kehidupan dan aplikasi laboratorium klinis. Perusahaan ini menghasilkan lebih dari 90% pendapatannya dari instrumen pengurutan, bahan habis pakai, dan layanan. Teknologi high-throughput Illumina memungkinkan pengurutan seluruh genom pada manusia dan organisme besar lainnya. Alat throughput-nya yang lebih rendah memungkinkan aplikasi yang membutuhkan output data yang lebih kecil, seperti skrining tumor virus dan kanker. Illumina juga menjual microarrays (kurang dari 10% dari penjualan) yang memungkinkan skrining genetik terfokus dengan biaya lebih rendah terutama dengan aplikasi konsumen dan pertanian.