对于标准PCR，您需要的只是DNA聚合酶、镁、核苷酸、引物、待扩增的DNA模板和热循环仪。PCR机制与其目的一样简单:1)双链DNA(dsDNA)被热变性，2)引物与单DNA链对齐，3)引物被DNA聚合酶延伸，产生原始DNA链的两个拷贝。经过一系列温度和时间的变性、退火和延伸过程被称为一个扩增循环。循环的每一步都应该针对所用的模板和引物组进行优化。该循环重复约20-40次，然后可以分析扩增产物。PCR被广泛用于扩增DNA以供后续实验使用。PCR也可应用于基因测试或病原DNA的检测。
由于PCR是一种高灵敏度的方法，并且单个反应需要非常小的体积，因此建议为多个反应制备主混合物。主混合物必须充分混合，然后按照反应次数分开，确保每个反应含有相同量的酶、dNTPs和引物。许多供应商，如EnzoLifeSciences，也提供已经包含除引物和DNA模板之外的所有东西的PCR混合物。
富含鸟嘌呤/胞嘧啶(富含GC)的区域在标准PCR技术中是一个挑战。富含GC的序列比GC含量较低的序列更稳定。此外，富含GC的序列倾向于形成二级结构，如发夹环。因此，富含GC的双链在变性阶段很难完全分离。因此，DNA聚合酶不能不受阻碍地合成新链。更高的变性温度可以改善这一点，并且朝向更高的退火温度和更短的退火时间的调整可以防止富含GC的引物的非特异性结合。额外的试剂可以提高富含GC序列的扩增。DMSO、甘油和甜菜碱有助于破坏由GC相互作用引起的二级结构，从而促进双链的分离。
逆转录聚合酶链反应逆转录PCR，或RT-PCR，允许使用RNA作为模板。一个额外的步骤允许检测和扩增RNA。使用逆转录酶将RNA逆转录成互补DNA(cDNA)。RNA模板的质量和纯度对于RT-PCR的成功至关重要。RT-PCR的第一步是合成DNA/RNA杂交体。逆转录酶也有RNA酶H功能，降解杂交体的RNA部分。然后，单链DNA分子通过逆转录酶的依赖于DNA的DNA聚合酶活性完成cDNA。第一链反应的效率会影响扩增过程。从这里开始，使用标准的PCR程序来扩增cDNA。通过RT-PCR将RNA还原成cDNA的可能性有许多优点。RNA是单链的，非常不稳定，这使得它很难处理。最常见的是，它作为qPCR的第一步，量化生物样品中的RNA转录物