Данный метод является своего рода мостиком от цитогенетического исследования к молекулярно-биологическому. Идентификация определенного участка ДНК в геноме клетки осуществляется посредством его гибридизации со специальной комплементарной, меченной флюоресцентным веществом, последовательностью ДНК, называемой зондом. Циклы из трех перечисленных фаз повторяются многократно — до 30 раз. Амплификатор при наличии соответствующих праймеров размножает строго определенный участок ДНК за 2-3 ч с получением ПЦР-продукта в количестве, которое можно выявить методом электрофореза в агарозном или полиакриламидном геле.
При первичной диагностике с помощью метода ПЦР можно выявить последовательности ДНК, являющиеся специфическими генетическими аномалиями опухолей гемопоэтической и лимфоидной ткани. Более того, именно этот метод наиболее доступен для контроля за наличием и динамикой патологического клона во время лечения, что позволило обосновать понятие «минимальной остаточной болезни» .