Enzym, das neue DNA-Stränge in 3´?5´-Richtung anhand einer einzelsträngigen DNA-Vorlage synthetisieren kann. Die Strangverlängerung initialisiert an Startermolekülen (Primer) mit freien Nukleotiden (dNTP) als Substrat. Für die PCR wird v. a. die thermostabile Taq-DNA-Polymerase verwendet. Analog gibt es auch RNA-Polymerasen.