PCR反應過程有以下三個步驟:
1.惡化
將反應體系混合物短時間(約15 s-30 s)加熱至94℃，使靶DNA雙螺旋的氫鍵斷裂，形成單鏈DNA作為反應模板。
2.熱處理
將反應體系冷卻至特定溫度(引物的TM值約為或低于該溫度)，引物與DNA模板的互補區結合形成模板引物復合物。
3.延長
將反應體系的溫度升至72℃并保持一段時間。在耐熱聚合酶的作用下，以引物為固定起點，以四種單核苷酸(dNTP)為底物，合成新的DNA鏈。
以上三個步驟重復為一個循環，每個循環的乘積作為下一個循環的模板。如此循環數十次，使目的基因成倍擴增，達到檢測或獲取基因的目的。
