PCR的特異性、效率和忠實性是體現(xiàn)一個PCR實驗的質量的三個重要指標。特異指一個PCR反應只產(chǎn)生一個擴增產(chǎn)物，即預期的靶序列。效率指每個循環(huán)里擴增的實際產(chǎn)物的量與理論上應該達到的量的接近程度。忠實是指在PCR反應過程中，由DNA聚合酶誘導的錯配是可以忽略不計的。

　　這三個參數(shù)中的每一個都受到PCR反應中眾多成分的影響，包括緩沖體系、酶、模板甚至PCR循環(huán)程序，但遺憾的是，高特異性的反應條件與高產(chǎn)量的反應條件并不一致，同時高保真也往往導致低產(chǎn)率。因此在設計PCR實驗時，要根據(jù)實驗目的，有針對性地對這三個參數(shù)有側重地優(yōu)化。如在片段長度多態(tài)性分析時，PCR產(chǎn)物的產(chǎn)量和特異性就比忠實性重要;而若是研究個別DNA分子或稀有突變，忠實性的重要性不言而喻。

　　特異性是PCR的基礎，它首先取決于引物設計與模板的互補。一套理想的引物能有效地與靶序列雜交，而與模板中出現(xiàn)的其它序列的雜交可以忽略不計。一般引物與模板中非靶序列發(fā)生4個或更少連續(xù)堿基互補都不會在電泳時體現(xiàn)出來。

　　PCR反應的效率影響特異性產(chǎn)物的積累，根據(jù)Chien等人給出的靶序列的累積與循環(huán)數(shù)的函數(shù)關系，擴增效率高的時期為29個循環(huán)之前的指數(shù)增，之后每次循環(huán)的效率就開始大大降低，產(chǎn)物停止指數(shù)積累，此時理論上靶序列的拷貝數(shù)已達到1012，而1012拷貝的特定序列對于絕大多數(shù)分子生物學實驗已滿足要求，且PCR的許多應用尤其是定量實驗都要求擴增在指數(shù)生完成，因此，一般PCR反應都在29個循環(huán)之前取出，沒有必要再增加循環(huán)數(shù)。

　　PCR反應的忠實性主要與酶有關，雖然可以通過改變反應緩沖液的條件大大提高忠實性，但是也遠比不上更換高保真的聚合酶的效果。聚合酶的高保真能力體現(xiàn)在其擁有3’→5’的外切酶校正活性。需要指出的是，不論是否使用高保真的聚合酶，PCR的過程都有可能有錯誤堿基滲入，因此在對忠實性有要求的實驗中，經(jīng)PCR得到的序列必須測序驗證。