Die PCR hat sich als besonders wertvolle Methode für die Vermehrung und Veränderung des genetischen Materials herausgestellt. Eine Reihe von Methoden ließ sich zwar schon ohne die PCR durchführen, aber hier dient die PCR zur Beschleunigung oder zur Verbesserung der Ausbeute. Es gibt zusätzlich auch eine Reihe von Anwendungen, die erst durch die Einführung der PCR möglich wurden. Ein wesentliches Argument gegen die Anwendung der PCR ist die hohe Fehlerrate der verwendeten thermophilen Polymerasen. Das liegt nicht zuletzt daran, dass den meisten dieser Polymerasen die zusätzliche Fehlerkontrollfunktion (proof reading function) fehlt. Mittlerweile gibt es Enzyme auf dem Markt, die diese Funktion besitzen. Dennoch muss vor allem bei den biochemischen Anwendungen, bei denen es auf jedes Nucleotid ankommt, stets beachtet werden, dass eine Sequenzierung des Produktes unabdingbar ist.
Auch für die DNA-Squenzierung hat sich die Erfindung der PCR als besonders nützlich erwiesen. Man benutzt dieselben Komponenten, lässt aber den Gegenprimer weg. Durch die Wiederholung erreicht man eine lineare Amplifikation, die sich hervorragend automatisieren lässt. Eine Kombination aus Amplifikation und Ligation erlaubt die Einführung von gezielten Veränderungen in DNA. Das kann sowohl eine Mutation in einem Gen als auch die Fusion von verschiedenen Genen sein.
