​聚合酶鏈反應簡稱PCR，是以DNA半保留復制機制為基礎，DNA復制時，以親代DNA的兩條鏈分別作為模板，在DNA聚合酶的催化下，按堿基互補的原則合成兩條與模板鏈互補的新鏈，組成新的DNA分子，新形成的兩個子代DNA與親代DNA的堿基順序完全一樣​。由于子代DNA分子中一條鏈來自親代，而另一條鏈是新合成的，因此這種復制方式稱為半保留復制(semi-conservative replication)。
DNA復制酶系作用順序：
1. 拓撲異構酶
使DNA超螺旋結構解開，形成其基本的雙螺旋結構。

2. 解鏈酶
使DNA雙螺旋結構解開，堿基間氫鍵斷裂，形成兩條單鏈DNA，構成”復制叉“。

3. 單鏈DNA結合蛋白
單鏈DNA結合蛋白結合在兩條單鏈DNA上，穩定單鏈DNA，阻止DNA復性，避免被核酸酶降解，便于復制子代DNA 。

4. 引物酶
是一種依賴DNA的RNA聚合酶，該酶以DNA為模板，聚合一段RNA短鏈引物，以提供自由的3'-OH，形成引發體，使子代DNA鏈能夠開始聚合。

5. DNA聚合酶
由于DNA聚合酶只能以5'→3'方向聚合子代DNA鏈，即模板DNA鏈的方向必須為3'→5'。因此，分別以兩條親代DNA鏈作為模板聚合子代DNA鏈時的方式是不同的。

以3'→5'方向的親代DNA鏈作模板的子鏈，在復制時連續合成，子鏈的聚合方向為5'→3'，這一條新合成的子鏈被稱為前導鏈(leading strand)。以5'→3'方向的親代DNA鏈為模板，合成子鏈的過程不連續，這條鏈被稱為隨從鏈(lagging strand)或滯后鏈。

DNA雙鏈在復制時逐步解開，因此隨從鏈的合成是一段一段的。DNA在復制時，由隨從鏈所形成的一些子代DNA短鏈稱為岡崎片段 (Okazaki fragment)。

6. DNA連接酶
在DNA連接酶的催化下，形成最后一個磷酸酯鍵，將岡崎片段連接起來，形成完整的DNA長鏈。