DNA Polymerase I katalyzuje templátem řízenou polymeraci nukleotidů na duplexovou DNA ve směru 5‘→3‘. Enzym také vykazuje 3→5‘ exonukleázovou („proofreading“) aktivitu, která snižuje množství chyb při DNA replikaci, a také vykazuje 5‘→3‘ exonukleázovou aktivitu, která umožňuje výměnu nukleotidů v rostoucím řetězci DNA pomocí posunu jednořetězcového zlomu (nick translation). Enzym purifikovaný z E. coli je vhodný pro katalýzu de novo syntézy syntetických homopolymerů a přípravu širokého spektra DNA substrátů. Pro úplnou inaktivaci je enzym nutné zahřát na teplotu 68 °C po dobu 10 minut. Polymeráza je dodávána v koncentraci 5-10 U/µl a s reakčním pufrem, který obsahuje 500mM Tris-HCl (pH 7,2 při 25°C), 100mM MgSO4 a 1mM DTT.