人类对于核酸的研究已经有100多年的历史。20世纪60年代末70年代初，人们致力于研究基因的体外分离技术。但是，由于核酸的含量较少，一定程度上限制了DNA的体外操作。Khorana于1971年最早提出核酸体外扩增的设想。但是，当时的基因序列分析方法尚未成熟，对热具有较强稳定性的dna聚合酶还未发现，寡核苷酸引物的合成仍处在手工、半自动合成阶段，这种想法似乎没有任何实际意义。
1985年，美国科学家Kary Mullis在高速公路的启发下，经过两年的努力，发明了PCR技术，并在science杂志上发表了关于PCR技术的第一篇学术论文。从此，PCR技术得到了生命科学界的普遍认同，Kary Mullis也因此而获得1993年的诺贝尔化学奖。
但是，最初的PCR技术相当不成熟，在当时是一种操作复杂、成本高昂、“中看不中用”的实验室技术。1988年初，Keohanog通过对所使用的酶的改进，提高了扩增的真实性。而后，Saiki等人又在黄石公园从生活在温泉中的水生嗜热杆菌内提取到一种耐热的DNA聚合酶，使得PCR技术的扩增效率大大提高。也正是由于此酶的发现使得PCR技术得到了广泛地应用，使该技术成为遗传与分子生物学 分析的根本性基石。在以后的几十年里，PCR方法被不断改进：它从一种定性的分析方法发展到定量测定;从原先只能扩增几个kb的基因到目前已能扩增长达几十个kb的DNA片段。到目前为止，PCR技术已有十几种之多，例如，将PCR与反转录酶结合，成为反转录PCR，将PCR与抗体等相结合就成为免疫PCR等。
1971年 Khorana等最早提出pCR理论:DNA变性解链后与相应引物杂用DNA聚合酶延伸引物,重复该过程便可克隆邯RNA基因。因当时基因序列分析方法尚未成熟、热稳定DNA聚合酶还未发现及寡聚核苷酸引物合成仍处于手工和半自动阶段,核酸体外扩增设想似乎不切实际,且 Smith等已发现了DNA制性内切酶,使体外克隆基因成为可能, Khorana等的早期设想被忽视。1985年Muli等用大肠杆菌DNA聚合酶工 Klenow片段体外扩增哺乳动物单拷贝基因成功,1985年10月25日申请了PCR的专利,1987年7月28日批准(专利号4683,202), Mullis是第一发明人;1985年12月20日在 Science杂志上表了第一篇PCR的学术论文,Muis是共同作者
但当时 Mullis所使用的大肠杆菌聚合酶1的片段 Klenow存在一些缺陷Klenow酶不耐热,在对DNA模板进行热变性时,会导致此酶的钝化,因此需要每完成一个扩增周期增加一次酶。1988年初, Keohanog改用T4DNA聚合酶进PCR,提高扩增DNA片段的均一性,1988年 Saiki等从温泉中分离的一种水生嗜热杄菌中提取到一种耐热DNA聚合酶,使扩增反应的特异性和效率大大提操作程序,最终实现了DNA扩增的自动化,迅速推动了PCR的应用和普及。现已被广泛应用于农学、植物病理学、生物学等领域的研究。最初的PCR技术相当不成熟但在随后的几十年里,PCR技术被不断改进,它从一种定性的分析方法发展到定量测定;从原先只能扩增几个kb的基因到目前已能扩增
长达几十个kb的DNA片断。短短几十年,该技术已经成为最常用也最重分子生物学技术之一,其应用范围从基本的基因扩增,扩展到基因克隆、基因改造、传染病源分析、遗传指纹鉴定等,甚至扩展到许多非生物领域。
自从1985年美国科学家Kary Mullis发明PCR方法以来，该方法已经成为生命科学研究领域中最常规的实验方法之一。PCR方法就是在体外采用酶促反应来特异性的合成特定核酸片段并达到富集的目的，PCR扩增产物可用于下游多种应用，如克隆表达、芯片杂交、突变检测、测序等等。
       最传统的“第一代PCR”采用琼脂糖电泳的方式来对PCR产物进行分析，但存在着操作繁琐、只适用于定性研究、交叉污染风险大等特点。为了避免上述传统PCR的缺陷，并对基因的表达水平进行定量分析，1992年诞生了所谓“第二代PCR”的荧光定量实时PCR。
       定量PCR(quantification PCR)在PCR扩增的同时对反应体系中的荧光信号进行实时收集，通过三个参数间（荧光信号-Cq值-靶基因的起始浓度）的关系，最终确定靶基因的拷贝数或基因的表达水平。由于定量PCR的分析最终结果依赖于Cq值，2009年The MIQE Guides(Clinical Chemistry 55 :4 611-622)的发表明确了定量实验整个流程标准化的重要性，否则就会出现实验结果无法重复，甚至结果互相矛盾的状况。更重要的该文献还给出了如何规范定量PCR流程的checklist，其核心目的就是在规范的实验流程、统一的设计思路下，得到的结果才具有可重复性，也具有可比性。但依赖于Cq值仍然是目前定量PCR最大的技术瓶颈，在这个意义上所谓的“定量”也只是相对的。而且在低拷贝靶分子、模板浓度差异细微的条件下，其检测的灵敏度、精确度都受到了限制。在这种背景下，“第三代PCR”应运而生。
       Bio-Rad公司的QX100微滴式数字PCR系统就属于“第三代PCR”技术。QX100微滴发生器（droplet generator）将含有核酸分子的反应体系形成成千上万个纳升级的微滴，其中每个微滴或不含待检核酸靶分子，或者含有一个至数个待检核酸靶分子，且每个微滴都作为一个独立的PCR反应器。经PCR扩增后，采用微滴阅读仪（droplet reader）逐个对每个微滴进行检测，有荧光信号的微滴判读为1，没有荧光信号的微滴判读为0（因此该技术被称为“数字PCR”），最终根据泊松分布原理以及阳性微滴的比例，分析软件可计算给出待检靶分子的浓度或拷贝数。由于能够确定待检靶分子的绝对数目，因此QX100微滴式数字PCR特别适合如下应用：拷贝数变异、突变检测和基因相对表达研究等。