واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (Polymerase Chain Reaction) که مخفف آن PCR می‌باشد، تکنیکی در زیست‌شناسی مولکولی است و به منظور تکثیر یک نسخه منفرد یا نسخه‌های کمی از یک قطعه DNA با توالی خاص به تعداد هزار یا میلیون‌ها نسخه به کار می‌رود. این تکنیک ابزاری آسان و ارزان قیمت برای تکثیر یک قطعه خاص از DNA است و برای اهدافی همچون تشخیص و نظارت بر بیماری‌های ژنتیکی، شناسایی مجرمان (در زمینه پزشکی قانونی) و مطالعه عملکرد یک بخش هدف از DNA مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این تکنیک در سال ۱۹۸۳ بوسیله کری مولیس ابداع شد و او با این اختراع در سال ۱۹۹۳ همراه با مایکل اسمیت موفق به دریافت جایزه نوبل شیمی گردید.  هم‌اکنون PCR یک تکنیک متداول و اغلب ضروری در آزمایشگاه‌های بالینی و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی است و در موارد گوناگونی کاربرد دارد. این کاربردها شامل کلون‌کردن DNA برای توالی یابی، فیلوژنی بر پایه DNA، آنالیز عملکرد ژن‌ها، تشخیص بیماری‌های ارثی، شناسایی اثر انگشت ژنتیکی (مورد استفاده در علم پزشکی قانونی) و تشخیص عوامل بیماری‌زا برای تشخیص بیماری‌های عفونی است.