Blandingen avkjøles til ca. 50ºC (40-70ºC), og denne temperaturen skal være lav nok til at primerne kan binde seg til templaten. Begge primerne er spesielt designet for å være komplementære til hver sin ende av det DNA som skal amplifiseres (mål-DNA), dvs. til flankerende DNA. De hybridiserer til hver sin tråd. Størrelsen på en primer er normalt 20-30 baser, og hvor høy temperaturen i dette trinnet kan være er avhengig av størrelsen; for at en primer skal kunne feste seg, må temperaturen være under smeltepunktet til primeren(vanligvis ca. 5ºC under). Smeltepunktet varierer med størrelsen slik at store primere har høyt smeltepunkt. Både veldig små og veldig store primere kan være problematisk å bruke.