Aynı zamanda moleküler test olarak da bilinen PCR testi, polimeraz zincir reaksiyonu ya da kısaca PCR adı verilen bir laboratuvar tekniği kullanarak alınan örneklerde virüsün genetik materyalinin bulunup bulunmadığını tespit eder. Bu saptanmaya çalışılan genetik materyal virüsün RNA parçalardır. Diğer testlerin aksine vücudun normalde ürettiği antikorları değil de, virüsün doğrudan varlığını saptamaya yönelik bir testtir. Bu sebeple alınan örnekte virüsün varlığının bulunması gereklidir. Antikorlar ise, dolaşımda daha yaygın olarak bulunduğu için daha kolay saptanabilmektedir.

PCR testleri genetik seviyede tanımlama sağlayabildiği için koronavirüsün teşhisinin yanı sıra uzun süredir adli tıp, babalık testleri, DNA analizi, HIV ve Hepatit B gibi pek çok virüs, bakteri ve parazit teşhisi, genetik hastalıkların teşhisi, kanser saptanması, ve prenetal tanı yapılması için kullanılmaktadır.

PCR testi günümüzde Dünya Sağlık Örgütü tarafından mevcut koronavirüs enfeksiyonunun teşhisi önerilen testlerdir. Bu testler, sertifikalı laboratuvarlarda yüksek eğitimli personel tarafından yapıldığında doğruluk oranı çok yüksektir.