聚合酶鏈反應即PCR技術，因為其對基因或特定核酸序列在短時間內的極大的擴增效率，已在感染性疾病、腫瘤、遺傳病、寄生蟲病、法醫學、動植物和考古等的診斷和研究中得到了廣泛的應用，并在某些方面幾乎是難以替代的。但是，像自然界的任何事物一樣，PCR也有其局限性，稍不注意，就很容易造成錯誤的判斷。

　　感染性疾病由病原微生物引起，主要有病毒、細菌、衣原體、支原體和螺旋體等，在PCR出現以前，這些病原體通常采用培養、免疫學方法測定特異抗原抗體，核酸雜交等進行臨床檢測，但這些方法對某些病原體要么難以進行（如導致結核病的結核桿菌、引起性病的沙眼衣原體和誘發肝炎的乙肝丙肝病毒等的培養），要么難以判斷體內的復制情況或檢測的靈敏度不夠（如乙肝丙肝病毒和人免疫缺陷病毒等的抗原抗體檢測及核酸雜交檢測等）。PCR的出現，可以說從根本 上改變了這一點，其極高的檢測靈敏度和特異性，使難培養病原體的檢測變得迅捷而又準確。各種定量PCR模式的出現，又使其抗病毒療效的判斷可以很客觀地從病毒核酸的量上反映出來。并且，PCR用于病原體感染的血液篩查，可以檢出抗原抗體尚未出現的“窗口期”內的感染，從而避免經輸血引發的感染性疾病的傳播。

　　遺傳基因的異常可致遺傳病的發生，人類遺傳病約有3000多種，患者占總人口數的10％。遺傳病一般可分為單基因、多基因及染色體遺傳病。這些遺傳病通常是由于基因突變、基因缺失、染色體錯位所致。以前常用的診斷方法有家系譜分析、染色體檢查（特別是顯帶法）、生物化分析等。現PCR技術由于其對基因體外擴增快速靈敏的特點，結合其他多種分子生物學手段可以檢出大部分已知的基因突變、基因缺失、染色體錯位等，應可成為遺傳病診斷的最有效、最可靠的方法之一。

　　法醫學也因為PCR技術的出現，進入到了分子物證的時代，并可以精確到個體確認水平，其在分子水平上對血斑、精斑、毛發、組織碎片乃至微量殘留細胞等法醫物證的確認，遠較以前的血清學方法確實可靠，如以前的血型鑒定，只能是排除不同血型者，而無法做到個體確認。并且PCR因為其極大的擴增效率，可以對極少量物證，如一根毛發、一滴血液、極小精斑、體液中的脫落細胞等進行分析，從而確定個體。可以說，當代法醫鑒定在個體鑒別上已離不開PCR技術。

　　眾所周知，腫瘤與遺傳有關，除已知的單基因遺傳腫瘤，如視網膜細胞瘤、腎母細胞瘤等以外，幾乎所有的腫瘤細胞中都可以觀察到原癌基因的重排，這些基因的變化常導致細胞增殖與凋亡失控，最終形成腫瘤。PCR擴增檢測技術，使癌基因和抑癌基因及其狀態的檢測，變得簡便、快捷而又容易。此外，使用反轉錄PCR檢測特定腫瘤抗原的mRNA，很容易監測到癌轉移的發生。

　　PCR這種基因擴增技術因其簡單易行，應用現已極為廣泛，但其影響因素很多，如標本或核酸純化過程中出現的擴增反應抑制物、擴增儀孔間溫度的差異以及核酸提取中的隨機誤差，可造成假陰性結果的出現。又如，以前擴增產物的污染和核酸提取中標本間的交叉污染，也很容易出現假陽性結果。因此，PCR臨床應用必須要有嚴格的實驗室分區、實驗室管理和質量控制措施，只有在充分了解PCR測定的不確定性的基礎上，采取相應質控措施，才能確保實驗結果的準確性，而不致出現重大判斷失誤。因為PCR擴增，其得到極大的檢測靈敏度，但同時其對檢測中的錯誤也有極大的放大作用。因此，對于PCR檢測結果的報告必須慎重，尤其是在該結果會產生重大后果的時候，如重大感染性疾病、遺傳病、法醫物證鑒定、親子鑒定等，必須在有相應嚴格質控措施（如內質控、陰性和陽性質控）的情況下重復測定，才可以報告結果，并做出實事求是的解釋。