Hiện nay thành tựu của PCR mở ra nhiều triển vọng cho sinh học phân tử với nhiều ứng dụng trong sinh học, y khoa, nông nghiêp, kiểm nghiệm vi sinh vật gây bệnh: thực phẩm, bệnh phẩm, mỹ phẩm, nƣớc, trong phát hiện pháp y, điều tra tội phạm. Ƣng dụng PCR để sản xuất những mẫu dò dùng trong phƣơng pháp lai phân tử, xác định các trình tự acid nucleic, tạo các đột biến điểm định hƣớng.
Hơn thế nữa PCR còn đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhƣ:
Trong nghiên cứu genome học: Nhân bản vô tính với PCR. Recombinant PCR.
Kỹ thuật footprinting DnaseI. Multiplex PCR.
HLA DNA (các kháng nguyên bạch cầu ngƣời) .
Phát hiện DNA có tính đa hình nhờ PCR:
PCR là kỹ thuật chuẩn và từ đó cải tiến để tăng thêm hiệu quả nghiên cứu cho những gene có tính đa hình cao hay lập bản đồ di truyền, bản đồ vật lý. Tính đa hình của gene đƣợc ứng dụng rất nhiều trong di truyền và chọn giống.
PCR chuẩn cần phải biết trƣớc trình tự đầu tiên của gen để thiết kế các primer đặc hiệu. Tuy nhiên có những nghiên cứu thực hiện trên những vùng thông tin về các chuỗi mã di truyền trên vùng genome một số đối tƣợng chƣa biết trƣớc. Cho nên để phát hiện tính đa hình của DNA trên những vùng chƣa biết trƣớc đó ta phải cải tiến
kỹ thuật PCR để có thể ứng dụng vào những nghiên tính đa hình hay những trình tự DNA ngắn hay tính lập lại của một vùng nào đó của genome.
Dựa trên nguyên tắc cơ bản của PCR các marker phân tử sau đƣợc đƣa ra để phục vụ cho mục đích trên:
Những năm gần đây ngƣời ta có xu hƣớng xây dựng nên các thƣ viện DNA của genome và thƣ viện cDNA trên cơ sở PCR.
Gần đây những nghiên cứu để giải mã bộ gen ngƣời cũng dựa vào những đóng góp của PCR.
Kỹ thuật PCR là công cụ hữu ích để khuếch đại trình tự của đoạn gen chứa vùng ITS1-5,8S-ITS2 và vùng Tef qua sử dụng các cặp primer ITS4 và ITS5 và primer ELONG R và ELONG F và từ sản phẩm khuếch đại này ta có thể đọc trình tự chuỗi mã DNA trực tiếp bằng máy sequencer