双槽梯度PCR仪的反应原理类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性一退火（复性）--延伸三个基本反应步骤构成：

　　①模板DNA的变性：模板DNA经加热至94℃左右一定时聚合酶链式反应间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；

　　②模板DNA与引物的退火（复性）：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至40~60℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；

　　③引物的延伸：DNA模板一引物结合物在DNA聚合酶的作用下，于72℃左右，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链重复循环变性一退火一延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2~4分钟，2~3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。

　　双槽梯度PCR仪根据样品槽的不同还可分为空气浴型和金属样品槽型。前者样品管架在空气浴中，通过气流的变温实现PCR热循环；后者样品管放置在金属样品槽孔中，通过金属样品槽的变温实现PCR热循环。近年来，在各种方案基因扩增仪的基础上，通过结构改变又派生出各种新型的PCR仪。例如，为了防止样品管中试剂的挥发，在样品槽上加一热盖，形成了盖加热型PCR仪；为了进行原位杂交，设计能放置载玻片的样品槽，形成原位PCR仪；为了加速PCR反应、节省试剂、提高特异性，用毛细管代替离心管，形成了毛细管型快速PCR仪。