Diagnostyka mikroorganizmów chorobotwórczych metodą PCR polega na szukaniu kwasów nukleinowych drobnoustroju w materiale biologicznym takim jak: mocz, krew, wymazy, płyn mózgowo-rdzeniowy ... tzn. w takich miejscach, w których patogen się znajduje i rozmnaża. Po przekazaniu materiału do laboratorium przeprowadzana jest izolacja DNA, czyli wyodrębnianie kwasów nukleinowych z komórek zawartych w tym materiale. Po tym etapie otrzymujemy mieszaninę DNA różnego pochodzenia. Szukanie DNA danego patogenu porównać można do szukania igły w stogu siana. Precyzyjnym "narzędziem" do poszukiwania materiału genetycznego interesującego nas drobnoustroju jest właśnie metoda PCR (reakcja łańcuchowej polimerazy. Polega ona na namnożeniu (powieleniu) w probówce w milionach kopii określonego fragmentu DNA przy użyciu enzymu zwanego polimerazą DNA oraz odpowiedniej pary starterów reakcji. Startery są krótkimi cząsteczkami DNA, które krążąc w roztworze wyizolowanego DNA odnajdują komplementarną dla siebie sekwencję, przyłączają się i wtedy od tego miejsca polimeraza dobudowuje dalszą nić.
Dobranie odpowiednich starterów indywidualnie specyficznych dla badanego gatunku organizmu pozwala namnożyć jego DNA i stwierdzić czy jest on obecny w dostarczonym materiale. Uzyskane produkty reakcji rozdzielane są w żelu agarozowym w polu elektrycznym a następnie uwidaczniane w świetle UV przy pomocy barwnika. Uzyskanie świecącego prążka na odpowiedniej wysokości potwierdza obecność szukanego materiału genetycznego w wyizolowanej próbce a tym samym potwierdzenie infekcji u pacjenta.