分子生物学技术是运用现代分子生物学和分子遗传学方法检查基因的结构及其表达产物的技术。分子生物学技术的种类很多，概括起来主要有核酸分子杂交(molecular hybridization of nucleic acids)技术、聚合酶链式反应(polymerase chain reaction，PCR)技术和DNA重组(recombinant DNA)技术等。

    PCR是近年来分子生物学领域中迅速发展和广泛应用的一种技术。它能快速、特异地在体外扩增所希望的目的基因或DNA、RNA片段，是基因扩增技术的一次重大革新，是对基因克隆、分子杂交和序列分析等分子生物学方法的丰富和发展。PCR合成DNA片段的特异性取决于两个人工合成的引物DNA序列。引物，这里指与待扩增核酸片段两端互补的寡核苷酸，其本质是单链DNA片段。待扩增DNA模板加热变性后，两引物分别与两条DNA的两端序列实现特异性复性结合。在适当的pH和离子强度下，由TagDNA聚合酶催化引物引导的DNA合成，即引物的延伸。上述反应过程是通过温度控制来实现的。热变性一复性一延伸的一个周期过程称为一个PCR循环。PCR全过程就是在适当条件下的这种循环的多次重复。

    由于PCR的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用，现已开始着手将它与生物传感器技术结合应用。如一种应用PCR技术的DNA压电生物传感器，可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂表面的石英晶体上，用1×lO^-6 mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的DNA样品进行同样的杂交反应并由PCR放大，产物为气单胞菌属(Aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因，这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能。

    目前，分子生物学技术在环境监测的应用尚处于新兴阶段，其应用主要体现在以下几个方面：①检测环境污染物和环境诱变物；②检测空气、水体和土壤中的致病微生物和特定基因型微生物；③快速鉴别和鉴定环境微生物及其群落动态；④诊断特定环境中微生物的群落结构和生物多样性；⑤监测环境微生物功能基因定位和原位表达；⑥监测和预报转基因微生物的安全性。