核酸擴增技術典型代表是聚合酶鏈式反應（polymerase chainreaction，PCR），其基本原理是設計并人工合成兩條寡核苷酸，作為引物，對應于待測病原微生物某一段特異性序列的兩端，然后在體外模擬DNA體內復制的過程反復擴增，使靶序列放大上萬倍甚至上百萬倍而被檢測出來（一般是通過電泳來判斷是否有擴增的核酸片段以及擴增產物的大小是否正確）。如果檢測的核酸是RNA，則先把它反轉錄為DNA，然后進行檢測。這類方法叫做反轉錄PCR（即RT-PCR）。
傳統的PCR技術可能會因為引物設計的不合理導致假陰性，也可能因為需要對擴增產物進行電泳而容易引起核酸污染，導致假陽性的出現。此外，對擴增產物進行電泳需要使用致癌物質溴化乙錠，并且普通PCR難以定量檢測。近年來，針對PCR的上述缺點，發展了多種改良技術，其中zui突出的就是熒光PCR技術。
熒光PCR一般分為不帶探針的熒光PCR和含有探針的熒光PCR。在不帶探針的熒光PCR的體系中，熒光物質是直接摻人到體系中或者標記到引物上的，隨著特異性或非特異性擴增產物的增加，熒光信號不斷增長。在含有探針的熒光PCR的體系中，熒光物質是標記到探針上的，隨著特異性擴增產物的增加，熒光信號不斷增長。在不帶探針的熒光PCR的體系中，由于非特異性的擴增產物的增加也會引起熒光信號不斷增長，所以單純依靠熒光信號判斷結果會存在很大多假陽性，所以需要檢測擴增產物的Tm值，通過丁，值判斷擴增是否為特異性擴增。相對而言，含有探針的熒光PCR的特異性很強，只有特異性擴增產物才會引起熒光信號的增長。
目前zui常用的不帶探針的熒光PCR是SYBR Green I模式的熒光PCR技術，SYBR Green I能夠特異性結合雙鏈DNA，并且結合之后熒光信號驟然上升。這種模式的熒光PCR技術雖然特異性不如探針模式的熒光PCR，但是它適用于變異比較大的基因檢測，而探針模式的熒光PCR一般只適合于保守基因的檢測。
TaqMan檢測方法是一種常用的熒光PCR檢測方法。它的體系中除了一般PCR的內容外，還有和擴增片段內部某一段序列相同或互補的探針。探針兩端分別標記熒光物質和熒光淬滅物質。當探針完好時，熒光物質發出的熒光正好被熒光淬滅物質吸收；當探針被水解后，熒光物質發出的熒光就不會被熒光淬滅物質吸收。PCR擴增時，Taq酶在引物的指導下擴增模板DNA，當合成到探針結合處，Taq酶繼續發揮其聚合酶的作用向前合成DNA，同時又發揮其5，一3，的DNA外切酶作用水解探針。由于模板DNA的擴增和探針的水解相偶聯，所以模板DNA擴增越多，被水解的探針就越多，熒光信號也就越強。TaqMan檢測技術具有高度特異性。這種高度特異性主要來自于兩個方面：①上下游引物和探針三道關卡控制其特異性，也就是說某一核酸序列的三個部分必須按照先后順序都和上下游引物和探針三個序列相吻合，才能出現陽性信號；②引物和探針都較長，退火溫度較高，使非特異性擴增概率減少。
動物檢驗檢疫中應用較多的其他核酸擴增技術還有核酸序列復制系統（nucleic acid sequence-based amplification，NASBA）技術。NASBA反應原理是在人工合成的引物上添加T7 RNA聚合酶的結合位點，被檢測的RNA結合引物后，經逆轉錄酶的作用合成cDNA并形成RNA／DNA雜交分子，此雜交分子經RNA酶H水解其中RNA后，使得另一條引物可與cDNA結合，再在逆轉錄酶作用下合成雙鏈DNA分子，使得引物攜帶的T7RNA聚合酶的啟動子活化，在T7 RNA聚合酶的作用下產生大量的反義RNA，又以反義RNA為模板，啟動下一輪循環，zui終生成大量的反向RNA和雙鏈DNA，可以通過核酸雜交等方式可以對擴增的產物進行特異性檢測。
