pcr擴(kuò)增的基本原理是PCR技術(shù)和DNA的天然復(fù)制過程基本是一樣的，其靶序列兩端互補(bǔ)的寡核苷酸引物與其特異性依賴于與DNA的半保留復(fù)制。當(dāng)在高溫中DNA可以發(fā)生變性解鏈，當(dāng)在低溫中又可以復(fù)性成為雙鏈，我們可以在溫度變化控制DNA的變性和復(fù)性，加入設(shè)計(jì)引物完成特定基因的體外復(fù)制。

實(shí)踐發(fā)現(xiàn)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）可以因?yàn)楦鞣N不同原因而失敗，部分原因是可能是由于其對于污染的特殊敏感性，導(dǎo)致擴(kuò)增錯(cuò)誤的DNA產(chǎn)物。最后我們完全可以利用計(jì)算機(jī)來模擬理論聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)結(jié)果（電子聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)），可以以此為前提來設(shè)計(jì)引物。

DNA的變性雙鏈DNA加熱到變性溫度（93℃左右）并保溫一段時(shí)間后，解開螺旋成為兩條DNA單鏈，均可作為擴(kuò)增的模板。模板DNA與引物的退火（復(fù)性）經(jīng)加熱變性成單鏈的模板DNA在溫度降至退火溫度（55℃左右）后復(fù)性。由于引物長度遠(yuǎn)小于模板，而且摩爾濃度高，因此在退火溫度下引物更容易按堿基序列互補(bǔ)配對原則結(jié)合到模板鏈上。

引物的延伸與DNA模板結(jié)合的引物在DNA聚合酶的作用下，以dNTP為反應(yīng)原料，靶序列為模板，在Mg2+和合適PH緩沖液存在條件下，按堿基配對原則與半保留復(fù)制原理，合成一條新的與模板DNA鏈互補(bǔ)的新鏈。上述三個(gè)步驟稱為一個(gè)循環(huán)，約需2—4分鐘，每一循環(huán)新合成的DNA片段繼續(xù)作為下一輪反應(yīng)的模板，經(jīng)多次循環(huán)（25~40次），約1—3小時(shí)，即可將待擴(kuò)增的DNA片段迅速擴(kuò)增至上千萬倍。

從PCR原理可以看出，PCR儀的關(guān)鍵是升降溫的步驟。現(xiàn)在偶爾還能聽到一些笑談早年的PCR實(shí)驗(yàn)如何在3個(gè)水浴鍋中完成的趣聞。經(jīng)過不斷改進(jìn)，今天的PCR已經(jīng)越來越完善和智能化。到如今，PCR方法愈發(fā)趨向自動(dòng)化，并從中衍生出更多的新技術(shù)方法，可以說，PCR技術(shù)是支撐現(xiàn)代分子生物學(xué)發(fā)展的一塊重要基石。這種技術(shù)的廣泛應(yīng)用催生了一個(gè)龐大的市場，多個(gè)公司均有各種類型的商品化PCR儀出售。