O objetivo da PCR é amplificar pequenas quantidades de uma sequência de DNA de interesse para que ela possa ser analisada separadamente. A PCR pode ser usada para fazer uma grande quantidade de um pedaço específico de DNA ou para testar uma amostra de DNA para essa sequência.
O PCR é usado para pesquisa quando é necessário fazer uma grande quantidade de um único gene, como para engenharia genética ou clonagem. O PCR também é usado para testar se um produto gênico específico está ou não presente em uma amostra. Na perícia, a tecnologia PCR é usada para realizar impressões digitais de DNA para analisar evidências de DNA na cena do crime. O PCR também pode ser usado em ambientes médicos para realizar a tipagem de tecidos para transplantes de órgãos.