PCR分三步：
①双链模板DNA变性。双链解开成单链。
②退火。
即引物与单链DNA两端互补序列配对，形成DNA聚合反应中的模板与引物的关系。没有引物的帮助，所有的DNA聚合酶都无能力从头合成一条新链。
③链的延伸。
DNA聚合酶从引物3’-OH端开始进行聚合酶反应，直至完全产生两条互补的新链。
三个反应阶段结束后，又可以开始下一次的循环，引物链的延伸产物与原来的模板DNA经加热变性后，也作为模板DNA和另一个引物互补，在DNA聚合酶作用下又发生引物链的延伸反应。这样反复循环数十次，可使特异性DNA片段以几何级数倍增。