La PCR permet de mettre en évidence moins de dix copies d'un acide nucléique dans un échantillon biologique. Des systèmes de PCR permettant de quantifier des acides nucléiques de façon absolue ont été développés. Deux grands types d'amplification ont été mis au point. L'un repose sur l'utilisation de standards internes (PCR compétitive) ou externes dont les concentrations en acides nucléiques cible sont connues. Après une PCR classique et l'établissement d'une courbe d'étalonnage, la concentration de l'échantillon peut être déterminée. Le deuxième type de PCR quantitative, appelé aussi PCR en temps réel, repose sur l'utilisation d'amorces ou de sondes fluorescentes. Intégrées durant l'amplification, les amorces fluorescentes aboutissent à l'émission (système Sunrise) ou l'extinction (système AmpliSensor) de fluorescence. Hybridées pendant l'amplification, les sondes fluorescentes peuvent être détruites (système TaqMan) ou non (système LightCycler), dans les deux cas il se produit une émission de fluorescence. Cette production ou disparition de fluorescence mesurée tout au long des cycles d'amplification est proportionnelle à la quantité de séquence cible présente initialement, rendant aisément quantifiable le processus. C'est dans le secteur de la microbiologie que ces systèmes ont pris un essor considérable, et notamment depuis le développement des déterminations de charges virales des patients atteints par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH).

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