想要了解新冠疫情的情况并控制疫情发展，很重要的一点是区分感染者与非感染者，而判断是否感染病毒的最重要的检测手段，就是基于聚合酶链反应（PCR）的核酸检测。PCR是一种大量扩增特定DNA（脱氧核糖核酸）序列的技术，该技术研发于1985年，现已广泛应用于生物学、医学、环境学、农学等研究领域。
发明PCR的美国生物学家凯利·穆利斯（Kary Mullis，1944～2019）凭借这一成果获得了1993年的诺贝尔化学奖。
PCR并不复杂，即使是极微量的DNA也能被大量扩增，是非常有效的病毒检测手段。核酸检测中使用的样本是医生用棉棒（鼻咽拭子）擦拭患者的鼻腔和咽喉，并用药剂适当处理后装入标本管得到的。这样的样本保存于特定温度下，迅速被送到检测机构，在那里进行核酸检测。
新型冠状病毒的PCR检测流程包括从被检测者的鼻腔、咽喉和痰液中采集样本，从样品中提取RNA，使用特定的酶（逆转录酶）将RNA逆转录为双链DNA，加热双链DNA使其变性为单链，加入开启DNA扩增的碱基序列（引物），引物与单链DNA结合，特定的酶（耐热性DNA聚合酶）发挥作用，延长引物合成DNA，完成后得到两个双链DNA，在调控温度的同时重复步骤，继续扩增DNA，确认来源于新型冠状病毒的DNA扩增情况。
若电泳结果观察到新型冠状病毒独有的特征，或者在计算机分析数据时观测到增幅曲线上升，则判断为“阳性”。
普通的PCR是将步骤对DNA进行反复扩增。但是，由于冠状病毒的遗传物质并非DNA，而是RNA（核糖核酸），因此需要先将RNA转换成DNA才能进行扩增。这种方法被称为“逆转录PCR”（RT-PCR）。目前，可实时确认DNA扩增量的“实时PCR”（realtime PCR）已广泛应用。
将逆转录PCR和实时PCR结合到一起的方法被称为实时逆转录PCR（realtime RT-PCR），此次新型冠状病毒的检测中使用的就是这种方法。如果实时看到样本中新型冠状病毒相关的序列被大量扩增出来，则确认是阳性。
关于检查结果的可靠性（置信度），一般使用“灵敏度”和“特异度”这两个统计指标来评价。灵敏度是指“感染病毒的人被正确判定为阳性的概率”，特异度指的是“未感染病毒的人被正确判定为阴性的概率”。受到病毒、细菌种类以及检查环境等影响，这两个指标的概率都不会达到100%。对一般的检查而言，灵敏度达60%～90%、特异度达80%～95%就可以认为是合适的。