Três ciclos de reação produzem oito cópias da sequência alvo de DNA, quatro das quais possuem os mesmos comprimentos e correspondem exatamente a uma ou outra fita da sequência original. As outras fitas contêm DNA extra que está além da sequência original, replicado nos primeiros ciclos.

O molde original para a reação de PCR pode ser tanto DNA ou RNA, de modo que tanto uma cópia de DNA genômico quanto um cDNA pode ser obtido por PCR.

A técnica de PCR vem sendo atualmente substituída pela utilização de anticorpos contra proteínas da capa viral para detectar a presença de infecções virais em amostras humanas, devido ao fato de esta última compreender um método de detecção mais sensível.

A amplificação de qualquer sequência de DNA pela técnica de PCR requer que as amostras biológicas estejam bastante preservadas, inviabilizando a realização do teste em amostras muito antigas, como fósseis.

A PCR é uma técnica muito sensível e tem diversas aplicações em biologia, inclusive na medicina forense. Uma de suas vantagens é que a polimerase amplifica segmentos de DNA confiáveis, mesmo em grandes segmentos (maiores que 2 Kb), fazendo com que essa técnica seja amplamente utilizada na identificação da impressão digital de DNA.