Die sichere und schnelle Identifizierung von Organismen in aquatischen Ökosystemen ist die Voraussetzung für jede wissenschaftliche Untersuchung, die eine Beschreibung des Zustandes und möglicher Veränderungen dieser Systeme zum Gegenstand hat. In vielen Fällen, besonders bei der Analyse des Phytoplanktons, kann die "klassische" lichtmikroskopische Untersuchung aber an ihre Grenzen stoßen und den Einsatz anderer, häufig zeit- und arbeitsaufwendiger Techniken, wie z.B. Elektronenmikroskopie oder High-Performance Liquid Chromatography (HPLC), notwendig machen. Molekularbiologische Methoden bieten sich hier als eine Alternative oder Ergänzung zu diesen Techniken an.Molekulare Sonden, kurze DNA-Sequenzen, die spezifisch an einem Zielorganismus binden, ermöglichen es, diesen Organismus gezielt in einer Probe zu detektieren und von anderen, selbst morphologisch gleichen, Organismen zu unterscheiden. Die verschiedenen Methoden, mit denen diese molekularen Sonden eingesetzt und detektiert werden, können dabei an die Art und Menge der zu untersuchenden Proben angepaßt werden, wobei die Tendenz zu sogenannten "High-Throughput-Verfahren" wie Durchflußzytometrie und DNA-Microarrays geht, die in kurzer Zeit die Untersuchung einer großen Anzahl von Wasserproben ermöglicht.Molekulare Marker, die Unterschiede auf DNA-Ebene zwischen Organismen erkennbar werden lassen, erlauben detaliertere Analysen der Populationsstruktur in Gewässern, wobei hier sowohl die Populationsdynamik innerhalb einer Art als auch die Artenzusammensetzung untersucht werden kann. Die verschiedenen Typen von molekularen Markern besitzen auch verschiedenen Vor- und Nachteile, die ihre Wahl je nach Forschungsschwerpunkt bedingen. Einsatzbereiche dieser Methoden sind z.B. Untersuchungen zur Herkunft und Verbreitung verschiedener Populationen einer Art oder die Analyse von Veränderungen in der Artzusammensetzung innerhalb einer Region.