Ein nur scheinbar unwichtiges Instrument für den Ablauf einer PCR ist das Reaktionsgefäß. Bedenkt man aber, welche Anforderungen an die Genauigkeit, die Geschwindigkeit und die Bequemlichkeit gestellt werden, so wird rasch klar, dass jeder Hersteller Gefäße anbietet, die speziell auf seinen Typ Thermocycler abgestimmt sind. Die wichtigste Eigenschaft des Reaktionsgefäßes ist die optimale Wärmeleitfähigkeit, welche dafür sorgt, dass die sich verändernden Temperaturen des Cyclers optimal an die darin befindliche Lösung weitergeleitet werden. Minderwertige, dickwandige Gefäße leiten die Wärme nur zeitverzögert an das Innere weiter und führen zu unspezifischen Ergebnissen, die sich in diffusen Banden widerspiegeln. Eine normale PCR-Reaktion wird in einem Gesamtvolumen von 20 µl bis 100 µl durchgeführt. In Sonderfällen kann man das Reaktionsvolumen sogar auf 10 µl halbieren. Dieses wird durch besonders kleine hauchdünne Reaktionsgefäße in einem Thermocycler mit Deckelheizung realisiert. Bei der DNA-Sequenzierung arbeitet man sogar in Mikrotiterplatten. Den fehlenden Reagenzglasdeckel ersetzt ein großer heizbarer Deckel. Im Light-Cycler benutzt man Glaskapillaren mit trichterförmigem Einlass. Während Reagenzgefäße und Mikrotiterplatten eher als Kostenfaktor zu vernachlässigen sind, verteuern die Glaskapillaren die Diagnose deutlich.
Da die PCR hochempfindlich ist, muss jede Kontamination vermieden werden. Während die präparative Biochemie zumeist ohne spezielle Schutzvorrichtung auskommt, findet in den diagnostischen Laboratorien die PCR in speziell abgetrennten Räumen statt. Man verwendet Einmalgefäße und Pipettenspitzen mit Filtereinsätzen.
