PCR benyttes for å produsere mange kopier av enkelte deler av DNA, for eksempel ved isolering av et gen eller deler av et gen fra genomisk DNA. Forskere ønsker ofte å isolere enkeltgener for å undersøke funksjonen til proteinet som produseres fra genet. Diagnostisk brukes PCR for å påvise feil (mutasjoner) i gen, og det benyttes også av kriminalteknikere ved såkalt DNA- fingerprinting.