本专利公开了一种便于集成的实现PCR的装置及操作方法，装置包括温度控制模块、半导体制冷器模块、导热模块、进样模块、电源模块和反应管道模块。温度控制模块根据设置的温度参数来输出两路控制信号，实现导通或关断半导体制冷器的正向和反向电流。半导体制冷器一面紧贴在散热块上，另一面紧贴导热模块。反应管道内嵌在导热模块内。实验时，进样模块将反应液吸入反应管道，并吸引至导热模块处，关闭两端的阀门，完成进样与密封；开启温控模块，半导体制冷器正向电流导通时对导热模块进行加热，半导体制冷器的反向电流导通时对导热模块进行制冷；通过导热模块温度变化实现对反应管道的温度控制，最终在反应管道内实现PCR。