DNA作為遺傳物質的基本特點就是能夠準確地進行自我復制。在合成DNA時，決定其結構特異性的遺傳信息來自其本身，必須由原來存在的DNA分子為模板來合成新的DNA分子。這種以自身DNA為模板，以脫氧核苷酸為底物催化合成新的DNA的酶稱為DNA聚合酶。在微生物、植物和動物中都發現有這種酶，而且原核細胞和真核細胞所含的DNA聚合酶不只是壹種。大腸桿菌中存在三種，分別稱為DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；真核細胞中也分離出四種，分別稱DNA聚合酶α、β、γ和線粒體DNA聚合酶mt。目前常用於基因工程的為大腸桿菌DNA聚合酶I和TDNA聚合酶4噬菌體感染大腸桿菌所得，而用於PCR擴增技術的多為耐熱的TaqDNA聚合酶來自壹種水生嗜熱桿菌。