ПЦР является базовым методом при работе с нуклеиновыми кислотами, позволяет многократно увеличить число копий целевого участка ДНК и определить исходную концентрацию нужной последовательности при проведении анализа в режиме реального времени. 

Кроме того, широкое применение данный метод получил в молекулярной диагностике для определения возбудителей инфекционных заболеваний и предрасположенностей к наследственным заболеваниям. Охлаждение и нагревание проб с необходимой периодичностью и продолжительностью, необходимое для проведения ПЦР, обеспечивается специальными приборами – амплификаторами (термоциклерами).