单分子聚合酶链反应（single molecular PCR; SM-PCR），理学-生物学-生物工程-生物技术-生物技术-基因组工程-连接酶链式反应，模板量极低而循环数值很高的聚合酶链反应（PCR）。原理与常规PCR原理一致，扩增程序也是由模板DNA变性、模板DNA与引物的退火和引物的延伸这3部分组成，反应体系也是由DNA模板、引物、脱氧核苷三磷酸（dNTP）、DNA聚合酶以及缓冲液组成。只是常规PCR大多以大量DNA分子（一般为1.0×105个以上）为模板进行扩增，而单分子PCR是以极少量的DNA分子（1个、5个或10个分子）为模板进行扩增。