雙槽梯度PCR儀的反應原理類似于DNA的天然復制過程，其特異性依賴于與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物。PCR由變性一退火（復性）--延伸三個基本反應步驟構成：

　　①模板DNA的變性：模板DNA經加熱至94℃左右一定時聚合酶鏈式反應間后，使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA解離，使之成為單鏈，以便它與引物結合，為下輪反應作準備；

　　②模板DNA與引物的退火（復性）：模板DNA經加熱變性成單鏈后，溫度降至40~60℃左右，引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合；

　　③引物的延伸：DNA模板一引物結合物在DNA聚合酶的作用下，于72℃左右，以dNTP為反應原料，靶序列為模板，按堿基配對與半保留復制原理，合成一條新的與模板DNA鏈互補的半保留復制鏈重復循環變性一退火一延伸三過程，就可獲得更多的“半保留復制鏈”，而且這種新鏈又可成為下次循環的模板。每完成一個循環需2~4分鐘，2~3小時就能將待擴目的基因擴增放大幾百萬倍。

　　雙槽梯度PCR儀根據樣品槽的不同還可分為空氣浴型和金屬樣品槽型。前者樣品管架在空氣浴中，通過氣流的變溫實現PCR熱循環；后者樣品管放置在金屬樣品槽孔中，通過金屬樣品槽的變溫實現PCR熱循環。近年來，在各種方案基因擴增儀的基礎上，通過結構改變又派生出各種新型的PCR儀。例如，為了防止樣品管中試劑的揮發，在樣品槽上加一熱蓋，形成了蓋加熱型PCR儀；為了進行原位雜交，設計能放置載玻片的樣品槽，形成原位PCR儀；為了加速PCR反應、節省試劑、提高特異性，用毛細管代替離心管，形成了毛細管型快速PCR儀。