PCR的基本工作原理是以拟扩增的DNA分子为模板，以一对分别与模板相互补的寡核苷酸片段为引物，在DNA聚合酶的作用下，按照半保留复制的机制沿着模板链延伸直至完成新的DNA合成。不断重复这过程，可使目的DNA片段得到扩增。因为新合成的DNA也可以作为模板，因而PCR可使DNA的合成量呈指数增长。
PCR的基本成分有7种：模板、特异性引物、热稳定DNA聚合酶、脱氧核苷三磷酸、二价阳离子、缓冲液及一价阳离子。
PCR技术的基本操作：
变性，通过加热使模板DNA完全变性成为单链，同时引物自身和引物之间存在的局部双链也得以消除；双链DNA模板的变性温度由其（G+C）含量来决定，模板DNA的（G+C）含量越高，熔解温度也越高。变性的时间由模板DNA分子的长度来决定，DNA分子越长，两条链完全分开所需的时间也越长。在应用Taq DNA聚合酶进行PCR反应时，变性往往要在94℃ ～95℃条件下进行。对于（G+C）含量小于55%的线性DNA模板常规PCR的变性条件是94℃ ～95℃变性45s。(www.xing528.com)
退火，将温度下降至适宜温度，使引物与模板DNA退火结合。退火是使引物和模板DNA复性。复性过程采取的温度（Ta）至关重要。复性温度过高，引物不能与模板很好地结合，扩增效率很低。复性温度太低，引物将产生非特异复性，导致非特异性的DNA片段的扩增。一般来说，退火温度通常在比理论计算的引物和模板的熔解温度低3℃～5℃的条件下进行。
延伸，将温度升高，热稳定DNA聚合酶以dNTP为底物催化合成新生DNA链延伸。对于Taq DNA聚合酶最适的温度一般为72℃ ～78℃。
以上三步为一个循环，新合成的DNA分子又可以作为下一轮合成的模板，经多次循环后即可达到扩增DNA片段的目的。
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