PCR 技术的应用使DNA 测序和克隆大大地简化。另外，此种新颖技术极大地增强了重组DNA 技术的范围和能力。在医学上，PCR 可以提供有价值的诊断信息，使用特异引物，细菌和病毒可被快速检测出来。例如，那些还未对艾滋病毒-1（HIV-1）作出免疫应答，因而不能用抗体检测的个体，PCR 却可以显示出其HIV-1 的序列。在组织样品中发现结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）缓慢而艰难，但如果用PCR，人一百万个细胞中存在10 个结核杆菌都能检测到。PCR 在某些种类癌症的早期检测中也很有前景。某些生长控制基因如RAS 基因的突变，能通过PCR 检测。其大量扩增特定DNA 区域的能力，在癌症化疗监测中能提供很多信息。当癌变细胞已被清除时，就应终止化疗，而一旦开始复发，就应立即恢复化疗。PCR 是检测染色体重排引发的白血病的理想手段。

PCR 对法医学和合法药物学也有影响。一个个体的DNA 图谱是高度特异的，因为在一个种群中许多遗传位点是高度可变的。例如，当捐赠者和接受者的HLA 类型（人类白细胞抗原类型）不能充分匹配的时候，器官移植就会排斥。现正用PCR 技术扩增多个基因的方法，解决有争议的亲子关系和移民问题。血液斑迹和精液样本的PCR 分析为很多人身侵犯和强奸案提供了信息。犯罪现场经常发现毛发，一根毛发的发根就包含了足够的DNA，可用于PCR 分析。(www.daowen.com)

此外，PCR 技术还可通过扩增古生物样品中稀少存留的DNA 碎片，重建其DNA。最近，通过PCR 技术，已经读出了2 400 年的古埃及木乃伊和7 500 年前的考古学遗迹中的某些基因节段。古人类的HLA 类型给我们提供了其社区人口的动态信息。迄今所分析的最古老的DNA 来自琥珀中未腐烂的白蚁。此样本中的DNA 有着2.5 亿～3 亿年的历史。从此中新世代（Miocene epoch）化石白蚁中得到的rRNA 基因序列，揭示出了白蚁和蟑螂的进化知识。来自古生植物的DNA 也含有很多信息。来自同一世代木兰化石中的一个叶绿体关键基因已被恢复。分子考古学和分子古分子学已开始显示出其生命力。PCR 赋予了古生物遗迹新的声音，来诉说其传说。