標準的PCR過程分為三步：

第一步，DNA變性（90℃-96℃）

雙鏈DNA在高溫作用下，氫鍵斷裂，形成單鏈DNA。

第二步，退火（60℃-65℃）

溫度降低，引物與DNA模板結合，形成局部雙鏈。

第三步，延伸（70℃-75℃）

在Taq酶的作用下，以dNTP為原料，從引物的3′端開始以從5′到3′端的方向延伸，合成與模板互補的DNA鏈。

每一循環經過變性、退火和延伸，DNA含量即增加一倍。

PCR由變性--退火--延伸三個基本反應步驟構成：模板DNA的變性模板DNA經加 熱至93℃左右一定時間后，使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA解離，使之成為單鏈，以便它與引物結合，為下輪反應作準備；模板DNA與引 物的退火(復性)模板DNA經加熱變性成單鏈后，溫度降至55℃左右，引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合；引物的延伸DNA模板--引物結合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP為反應原料，靶序列為模板，按堿基配對與半保留復制原理，合成一條新的與模板DNA 鏈互補的半保留復制鏈，重復循環變性--退火--延伸三過程，就可獲得更多的“半保留復制鏈"，而且這種新鏈又可成為下次循環的模板。每完成一個循環需 2～4分鐘，2～3小時就能將待擴目的基因擴增放大幾百萬倍。到達平臺期(Plateau)所需循環次數取決于樣品中模板的拷貝。PCR的反應動力學 PCR的三個反應步驟反復進行，使DNA擴增量呈指數上升。反應最終的DNA 擴增量可用Y=(1+X)n計算。Y代表DNA 段擴增后的拷貝數，X表示平(Y)均每次的擴增效率，n代表循環次數。平均擴增效率的理論值為100%， 但在實際反應中平均效率達不到理論值。反應初期，靶序列DNA 段的增加呈指數形式，隨著PCR產物的逐漸積累，被擴增的DNA 段不再呈指數增加，而進 入線性增長期或靜止期，即出現“停滯效應"，這種效應稱平臺期數、PCR擴增效率及DNA聚合酶PCR的種類和活性及非特異性產物的競爭等因素。大多數情況下，平臺期的到來是不可避免的。