镁离子影响PCR的多个方面，如DNA聚合酶的活性，这会影响产量；再如引物退火，这会影响特异性。

dNTP和模板同镁离子结合，降低了酶活性所需要的游离镁离子的量。

最佳的镁离子浓度对于不同的引物对和模板都不同，但是包含200μM的dNTP的典型PCR起始浓度是

1.5mM。

在多数情况下，较高的游离镁离子浓度可以增加产量，但也会增加非特异性扩增，降低忠实性，当然，也有相反的报道。

为了确定最佳浓度，可以用0.1至5mmol/L的递增浓度的镁离子 进行预备实验，选出最适的镁离子浓度。

在PCR反应混合物中，应尽量减少有高浓度的带负电荷的基团，例如磷酸基团或EDTA等可能影响镁离子离子浓度的物质，以保证最适镁离子浓度。