PCR przeprowadza się w temperaturze 72°C. Jest to temperatura, w której większość znanych enzymów ulega denaturacji.
Dlatego należy stosować polimerazy DNA termostabilne, które mają zdolność do pracy w tak wysokiej temperaturze.
Reakcja PCR to pozwala na otrzymanie milionów kopii DNA w krótkim czasie w wyniku wielokrotnego ogrzewania mieszaniny i jej oziębiania. W procesie tym wykorzystuje się polimerazę Taq, która jest polimerazą ciepłostabilną i może pracować w wysokich temperaturach. Dzięki temu metoda jest bardzo wydajna.