模板DNA的变性：模板DNA经加热至94℃左右一定时间后，DNA双螺旋氢键断裂后成为单链。模板单链DNA与引物的退火（复性）：温度降至55℃左右，引物与单链模板DNA的互补序列配对结合。引物的延伸：温度升至72℃，DNA模板一引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链，重复循环变性--退火--延伸三个过程就可获得更多的"半保留复制链"。