将待扩增的模板DNA变性使之成为单链，DNA样品中，特异性的引物能够与其互补的序列杂交，在脱氧核苷三磷酸和Taq酶存在时，就可以合成模板 DNA的互补链，反应完成后，将反应混合物加热使DNA双链变性，温度下降后，过量的引物又可以开始第二轮的合成反应。这种延伸，变性，退火，延伸的循环可以重复多次，使所需要的DNA片段得到特异性的扩增。