Критический шаг в цифровой ПЦР – это разделение образца на дискретные субъединицы перед амплификацией. Начальные этапы пробоподготовки аналогичны тем, которые необходимы для ПЦР в реальном времени, но после этого образцы разводятся в десятки тысяч раз, и помещаются в тысячи отсеков, каждый из которых в идеале содержит либо ноль, либо одну (или, самое большее, несколько) молекул ДНК. В каждом отсеке идёт своя отдельная реакция ПЦР, и, как и в случае ПЦР в реальном времени, флуоресцентные зонды используются для идентификации амплифицированной целевой ДНК.