Birden fazla primer çifti kullanılarak tek tepkimede birçok hedef bölgenin aynı anda çoğaltılması işlemidir. 1988’de Chamberlian ve ark. tarafından tanımlanan çoklu PCR, delesyonları, mutasyonları ve polimorfizmleri içeren birçok DNA analizlerinde uygulanmaktadır.