PCR技术被广泛地应用在许多领域，包含分子生物学、医学、考古学、刑事及亲子鉴定上。
PCR技术在分子生物学方面的运用
(1)利用PCR技术︰培养大量DNA用于硷基序列的分析。就1998年而言，已有十种生物的基因组的硷基序列已被定出。
(2)美国政府及民间研究机构正在进行人类基因组计划，将人体二个性染色体及22对体染色体做硷基序列的定位，估计有三十亿个硷基将被定位，所需大量DNA均借助PCR技术。
PCR技术在刑事方面的运用
当提取现场DNA鉴定强暴犯时，借PCR技术只需一根毛发、一滴血或一只精虫就可制作DNA指纹，用以鉴定强暴犯。
PCR技术在亲子鉴定方面的运用
PCR亦可用于亲子鉴定，鉴定父母与子女之间的关系，PCR技术鉴定出父母与子女之间的亲子关系，其准确率可达99.94%。
PCR技术其他方面的运用
PCR技术尚可应用于种属鉴定、性别鉴定以及人类基因的演化。
