İkinci aşama (annealing); bağlanma dönemidir. Kalıp nükleik asit ipliklerinin eşleşerek çift iplikli molekül oluşturmasıdır. Denatürasyon sonrasında ortam ısısı (47-60°C arasında 30-60 sn) düşürülür ve düşük ısıda primerler, tek zincirli DNA üzerinde kendi ile eşleşen sekanslarla bağlanırlar.