La reazione di polimerizzazione a catena (in inglese Polymerase Chain Reaction, PCR) consente la sintesi di quantitativi misurabili di DNA (vedi capitolo 1.2). Grazie alla tecnica PCR si possono moltiplicare i minuscoli frammenti di DNA in modo da poterli analizzare. Nella medicina legale s'impiega questa procedura per incolpare un criminale in base alla sua impronta genetica o per scagionare un innocente. Se una persona è sospettata di aver commesso un reato sessuale, basta analizzare il suo DNA. Il raffronto fra il suo profilo genetico e quello ritrovato nelle cellule sanguigne o seminali sulla vittima offre una risposta indiscutibile. Questa tecnica conosciuta anche con il nome di DNA-fingerprinting, può essere utilizzata per determinare una paternità contestata. Comparando il DNA dei due soggetti si può dimostrare se l'uomo in questione è effettivamente il padre biologico del bambino.

Il fingerprinting del DNA si presenta sottoforma di specifiche bande che si ottengono in seguito ad una reazione di PCR e si colorano grazie ad una successiva analisi elettroforetica in cui viene utilizzato un apposito gel. Il particolare pattern di bande offre risultati inconfutabili per la medicina perché la probabilità che due individui presentino le stesse bande è fortemente improbabile (salvo per i gemelli monozigoti). Non si analizzano i geni, ma piccoli frammenti ripetitivi nel patrimonio genetico, che sono situati fra i geni e non vengono trascritti in RNA. Questi tratti di DNA che si ripetono in tandem, sono presenti nel genoma di tutti gli esseri umani, ma il numero delle ripetizioni varia a seconda dell'individuo. Queste differenze vengono esaminate nell'impronta genetica. Se si analizzano diverse di queste regioni e si combinano i risultati, diventa altamente improbabile che si possano confondere due persone. Contrariamente al sequenziamento dei geni, il fingerprinting - che si limita a esaminare la lunghezza e le ripetizioni di determinati frammenti di DNA - non consente di riscontrare le caratteristiche di un individuo come per esempio la predisposizione a una malattia.