PCR反應能否成功，退火溫度是關鍵，梯度PCR儀每個孔的溫度可以在指定范圍內按照梯度設置，根據結果，一步就可以摸索出最適反應條件。一次性PCR擴增可以設置一系列不同的退火溫度條件（通常12種溫度梯度）的稱之為梯度PCR儀。因為被擴增的不同的DNA片段其最適合的退火溫度不同，通過設置一系列的梯度退火溫度進行擴增，從而一次性PCR擴增就可以篩選出表達量高的最適合退火溫度進行有效的擴增。主要用于研究未知DNA退火溫度的擴增，這樣可節省試驗時間、提高實驗效率，又節約實驗成本。在不設置梯度的情況下亦可當做普通的PCR用。梯度PCR儀多應用于科研、教學機構。