96孔PCR儀的均勻性是PCR儀的重要指標，也是實驗人員非常關心的問題。造成各個孔位的溫度不均勻的因素大致有以下幾個：

1、 制冷半導體片的不均勻
2、 控溫點的數量
3、 邊緣效應及減弱辦法
4、 散熱器的散熱均勻性
5、 模塊的材料及形狀
6、 升降溫速度

一、 制冷半導體片的不均勻
現在的PCR儀大都是用半導體制冷片來控制溫度的，其通電后一面熱另一面冷，反向電極則熱冷面反向。
半導體制冷片雖然是工業化生產，都幾乎都是手工的生產的，因此每一片都有差別，大的生產商會根據用戶的需要進行配對，如一臺PCR儀要三片就三片配成大致相同的阻值。阻值一般是廠家寫在每片制冷片上的（自己用萬用表是量不準的，因為一通電其溫度就變化，阻值就會改變）
因此半導體片的質量會影響PCR儀的均勻性。一般大的生產廠家出廠時問題不大，但使用一段時間后，半導體片的性能會下降，但下降程度并不一致，則溫度差別就表現出來了。
大的問題是維修。半導體片本身是不能維修的。一般PCR儀都是多片半導體，普通維修會只更換其中一片，這樣就會造成新的跑得快，舊的跑得慢，溫度差別就大了。如果每片半導體片下面都有各自的溫度傳感器，則可以補償一些，如果是像AB的低端型號2720，4片半導體片只有一個溫度傳感器，則問題大了。當然更換半導體片后的裝配也是技術性很強的活，不經過嚴格的培訓是做不到家的。這也是為什么大廠一般不在現場維修，而是要返廠，并且是一次性更換一套半導體片，因此成本較高。東勝龍811也是一律返廠并成套更換的。

二、控溫點的數量
一方面半導體片本身有一定的差異，另一方面使用一段時間后性能會下降，但下降程度并不一致，還有就是邊緣的和中間的半導體片的反面散熱不一致（后面會講到），這些都會造成模塊溫度的不均勻。常用的解決辦法是在每片半導體片下面安放溫度傳感器，并有相應的控制電路獨立控制和校準（這樣做生產商的成本會上升）。如AB的9700就有三個傳感器及相應的電路，而低端的只有一個。
多傳感器還有一個好處是可以分別控制不同的溫度，產生溫度梯度。