Meginreglan við PCR er að nota DNA sem eðlisofnar og verður einþátta við háan hita upp á 95°C in vitro. Við lágt hitastig (venjulega um 60°C) eru primerarnir og einstrengirnir sameinaðir samkvæmt meginreglunni um basauppfyllingarpörun og síðan er hitastigið stillt að DNA-pólýmerasa. Við ákjósanlega hvarfhitastig (um 72°C) myndar DNA-pólýmerasi viðbótarþræði í átt að fosfórsýru í fimm kolefnissykur (5'-3').
Verðmætasta notkunarsvið PCR er greining smitsjúkdóma. Fræðilega séð, svo framarlega sem það er sýkill í sýninu, er hægt að greina PCR.
Í tilraunum kom í ljós að DNA getur einnig verið eðlislægt og brætt við háan hita og það er hægt að endurnáttúra það í tvíþráða aftur þegar hitastigið er lækkað. Þess vegna, með því að stjórna eðlisbreytingu og endureðlun DNA með hitabreytingum, getur það að bæta við hönnun primers, DNA pólýmerasa og dNTP fullkomið in vitro afritun sérstakra gena.
Hins vegar verður DNA pólýmerasi óvirkjaður við háan hita. Því þarf að bæta við nýjum DNA pólýmerasa í hverri lotu, sem er ekki bara fyrirferðarmikill í rekstri heldur líka dýr, sem takmarkar beitingu og þróun PCR tækni.
