本实用新型涉及使用仪器领域，针对现有技术的一次只能进行单项温度探索及单个试管内的温度相互间干涉较大的问题，公开了一种二维温度梯度基因扩增仪，包括96孔模块、控温模块和散热器，所述96孔模块包括基底板和凸台，所述凸台上设有试管孔，四个相邻所述试管组成的矩形之间设有一个蝶形凹槽，所述基底板上设有温度传感器；所述控温模块包括温度控制板和至少四个半导体制冷片；所述散热器包括安装台和散热片，所述基底板、半导体制冷片、所述安装台及所述散热片之间依次两两连接。本实用新型结构一次实验就可找出两种温度的交叉最佳匹配值，在保证导热率的情况下，避免了相邻试管之间温度的相互干扰，同时降低了96孔模块的重量。