Inkubationszeit und Temperatur sind die wesentlichen physikalischen Parameter, die eine PCR-Reaktion beeinflussen. Dabei sind die absoluten Werte genauso wichtig wie eine verzögerte Steigerung der Temperatur. So lässt sich in vielen Fällen die Ausbeute erheblich erhöhen. In den folgenden Abschnitten wird auf den Einfluss von Zeit und Temperatur auf alle drei Phasen der PCR - Strangtrennung, Annealing und Synthese - eingegangen.