1. 变性（Denaturation）
在高温（通常为94-98°C）下，DNA双链的氢键被破坏，双链解开为两条单链。这一步骤使DNA模板的序列得以暴露，为后续的扩增做好准备。
2. 退火（Annealing）
温度降低**50-65°C，引物与单链DNA模板的互补序列结合。引物是一小段具有特定碱基序列的短链DNA，其设计与目标DNA片段的起始和终止位置相匹配，从而确保扩增的特异性。
3. 延伸（Extension）
温度升高**72°C左右，在Taq DNA聚合酶的作用下，以dNTP（脱氧核苷三磷酸）为原料，从引物的3端开始，按照碱基互补配对原则合成新的DNA链。每完成一个循环，DNA拷贝数增加一倍，经过25-40个循环后，目标DNA片段可被扩增数百万倍。