La reazione a catena della polimerasi (di solito indicata con l’acronimo inglese PCR) è una tecnica usata per ottenere molte copie di molecole di DNA (amplificazione) ed è stata messa a punto da Kary B. Mullis nel 1984.

La PCR si realizza aggiungendo a una soluzione che contiene le sequenza-bersaglio dei primer, i quattro nucleotidi del DNA, una DNA polimerasi resistente al calore.

Il ciclo consta di tre fasi: separazione tramite il calore di due filamenti di DNA, sua ibridazione, attraverso raffreddamento, con primer (innesco) messi in largo eccesso affinché le due eliche parentali non si riappaino; sintesi di DNA per aggiunta di una DNA polimerasi, e conseguente allungamento dei primer.

Si tratta di una tecnica potente per la diagnostica medica, in quanto permette di riconoscere precocemente la presenza di DNA batterici o virali o di mutazioni a carico di alcuni geni che controllano ad esempio la crescita delle cellule.

La PCR trova anche molte applicazioni in biologia evoluzionistica, in quanto permette di moltiplicare preziosi frammenti di DNA provenienti da resti fossili per studiarli e confrontarli con segmenti di DNA appartenenti a specie ancora viventi.