基本原理：在模板、引物、4種dNTP和賴熱DNA聚合酶存在的條件下，特異擴增位於兩段已知序列之間的DNA區段的酶促合成反應。基本步驟：變性：加熱使雙鏈DNA變為單鏈； 退火：降溫使引物和互補模板在區域性形成雜交鏈 ；延伸：耐熱DNA聚合酶按5’→3’方向催化以引物為起始點的延伸反應。

PCR（聚合酶鏈式反應）技術的基本原理類似於DNA的天然複製過程，其特異性依賴於與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物。PCR由變性→退火→延伸三個基本反應步驟構成：

①模板DNA的變性：模板DNA經加熱至93℃左右一定時間後，使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA解離，使之成為單鏈，以便它與引物結合，為下輪反應作準備。

②模板DNA與引物的退火（復性）：模板DNA經加熱變性成單鏈後，溫度降至55℃左右，引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合。

③引物的延伸：DNA模板--引物結合物在72℃、DNA聚合酶（如TaqDNA聚合酶）的作用下，以dNTP為反應原料，靶序列為模板，按鹼基互補配對與半保留複製原理，合成一條新的與模板DNA鏈互補的半保留複製鏈。 重複迴圈變性→退火→延伸三過程就可獲得更多的“半保留複製鏈”，而且這種新鏈又可成為下次迴圈的模板。每完成一個迴圈需2～4分鐘，2～3小時就能將待擴目的基因擴增放大幾百萬倍。

PCR的基本原理

類似於DNA的天然複製過程，其特異性依賴於與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物。PCR(聚合酶鏈式反應）是利用DNA在體外攝氏95°高溫時變性會變成單鏈，低溫（經常是60°C左右）時引物與單鏈按鹼基互補配對的原則結合，再調溫度至DNA聚合酶最適反應溫度（72°C左右），DNA聚合酶沿著磷酸到五碳糖(5"-3")的方向合成互補鏈。基於聚合酶製造的PCR儀實際就是一個溫控裝置，能在變性溫度，復性溫度，延伸溫度之間很好地進行控制。

（1）DNA變性 加熱使靶DNA序列雙鏈解離成單鏈DNA。

（2）引物與靶DNA退火 適當降低溫度，使兩個引物分別結合成靶DNA兩條的3′末端向5′末端延伸。

（3）引物延伸 在DNA聚合酶的催化下，引物沿著靶DNA3′末端向5′末端延伸。新合成的DNA鏈在變性解離後，又可作為模板與引物雜交，並且在DNA聚合酶的催化下，引導合成新的靶DNA鏈。如此反覆進行以上3個步驟，即可使靶DNA片段指數性擴增。