Patiënten slikken ureum in dat gelabeld is met een ongebruikelijke isotoop, hetzij radioactief koolstof-14 of niet-radioactief koolstof-13. In de daaropvolgende 10-30 minuten geeft de detectie van met isotopen gelabeld kooldioxide in uitgeademde lucht aan dat het ureum is gesplitst; dit wijst erop dat urease (het enzym dat H. pylori gebruikt om ureum te metaboliseren) in de maag aanwezig is, en dus dat er H. pylori-bacteriën aanwezig zijn.
Voor de twee verschillende vormen van ureum is een verschillend instrumentarium nodig. Koolstof-14 wordt normaliter gemeten met scintillatie, terwijl koolstof-13 kan worden gedetecteerd met isotopenverhouding-massaspectrometrie of met massacorrelatiespectrometrie. Voor elk van deze methoden is een basismonster van de ademhaling nodig voordat het met isotopen gelabelde ureum wordt afgenomen, ter vergelijking met het monster na de ureumafname, met een tussenpoos van 20 tot 30 minuten. De monsters kunnen voor analyse naar een referentielaboratorium worden gezonden. Als alternatief kan massacorrelatiespectrometrie worden uitgevoerd als een test op kantoor, aangezien de ademmonsters continu worden verzameld en de resultaten onmiddellijk binnen enkele minuten worden verstrekt.
Het verschil tussen de voor- en nameting van ureum wordt gebruikt om de infectie te bepalen. Deze waarde wordt vergeleken met een afkapwaarde. Resultaten onder de waarde worden geacht negatief te zijn, resultaten boven de waarde positief. De afkapwaarde zelf wordt bepaald door de resultaten van patiënten met twee of meer verschillende detectiemethoden te vergelijken. De waarde wordt gekozen die de beste combinatie van gevoeligheid en specificiteit oplevert. Zowel de koolstof-14- als de koolstof-13-ureumtest hebben een hoge gevoeligheid en specificiteit, hoewel de koolstof-13-test in bepaalde populaties de voorkeur geniet omdat hij niet radioactief is.
De test meet de actieve H. pylori-infectie. Als antibiotica de hoeveelheid aanwezige H. pylori verminderen, of als de maag minder zuur is dan normaal, zal de hoeveelheid aanwezig urease afnemen.
De test mag pas 14 dagen na het stoppen van zuurverlagende medicatie (protonpompremmers, PPI) of 28 dagen na het stoppen van de antibioticabehandeling worden uitgevoerd. Sommige clinici denken dat een reservoir van H. pylori in tandplaque het resultaat kan beïnvloeden.