חברת אילומינה עוסקת בפיתוח ושיווק כלים לביצוע אנליזות גנטיות רחבות ברמת הפעילות והשונות. כלים אלה מספקים מידע המאפשר שיפור תרופות ודרכי ריפוי, ליצור התאמה אישית של אבחונים ודרכי טיפול בחולים וכן לרפא מחלות. קו המוצרים מבוסס על טכנולוגיות ייחודיות לחברה, כולל מערכת ניהול מידע מעבדה ממוכן ומבוקר המסוגל לזהות שינויים גנטיים בגנום הנתון. טכנולוגיה זו כוללת ציוד, שיטות, אופן עבודה, תוכנות וכל החומרים הדרושים לביצוע התהליכים. החברה מספקת גם שירותי אספקה של מקטעי DNA בהזמנה אישית למטרות גנומיות, וכן שיטה ליצירת ביטוי גנטי מדוגמאות RNA. לקוחות החברה כוללים חברות תרופות, ביוטכנולוגיה, יצרני כימיקלים לחקלאות, חברות אבחון גנטי ומרכזים אקדמיים ופרטיים ברחבי העולם.