
Cette technique consiste, tout d'abord, à dénaturer l'ADN double brin en le chauffant à 95°C. L'ADN monocaténaire ainsi formé est mis en contact avec des amorces oligonucléotidiques complémentaires et de l'ADN* ligase. Seuls les oligonucléotides adjacents et parfaitement complémentaires du brin d'ADN modèle seront reliés. Par contre, une mutation, même minime, empêchera la formation du nouveau brin.
L'utilisation d'une ADN ligase thermostable permet des cycles d'amplification répétés, sans avoir besoin de rajouter l'enzyme à chaque nouveau cycle. Exactement comme pour la PCR. Actuellement on connaît 3 ADN ligases thermostables, supportant des expositions répétées à 95°C (dont Tth ligase issue de Thermus thermophilus). Ils sont commercialisés sous forme d'enzymes* recombinantes en les exprimant dans E. coli.