Phản ứng chuỗi Polymerase (Tiếng Anh: polymerase chain reaction, viết tắt: PCR) là một kỹ thuật được sử dụng để khuếch đại phân tử DNA hoặc đoạn phân tử RNA ngoài cơ thể sống, làm tăng số lượng DNA hoặc RNA ban đầu lên lượng tuỳ ý muốn. Thuật ngữ tiếng Anh này cũng đã được dịch ra tiếng Việt là phản ứng khuếch đại gen hay phản ứng chuỗi trùng hợp. Hiện nay, ở Việt Nam cũng như ở nhiều quốc gia khác, trong tài liệu chuyên môn hay tài liệu đại chúng, thường hay dùng từ viết tắt là PCR để chỉ kỹ thuật này. PCR là một kỹ thuật trong công nghệ sinh học, do Kary Mullis phát minh ra vào năm 1983, đến nay đã được hoàn thiện qua nhiều cải tiến và được tự động hoá hoàn toàn. Kỹ thuật này vận dụng các kiến thức sinh học phân tử, nhằm tạo ra vô số bản sao (tức khuếch đại) từ đoạn DNA ban đầu (bản gốc) có khi rất nhỏ với số lượng tối thiểu mà không cần sử dụng các sinh vật sống (như E. coli và nấm men thường dùng đương thời). PCR đã được sử dụng rất phổ biến và là công cụ không thể thiếu trong nghiên cứu DNA thuộc lĩnh vực sinh học, y học, tội phạm học, xác định huyết thống,... phục vụ nhiều mục đích khác nhau, như phát hiện các bệnh di truyền, nhận dạng tội phạm, nghiên cứu bệnh nhiễm trùng và gần đây là xét nghiệm Covid 19 cũng như giúp sản xuất văcxin chống đại dịch này.