化学合成经过特殊加工的编码多肽库的DNA库，在DNA的5′端添加T7聚合酶启动子、翻译增强子、翻译起始密码子等序列，在3′端添加亲和纯化标签。利用T7RNA聚合酶将DNA转录成RNA，把RNA的3′端和嘌呤霉素进行连接，当mRNA翻译完成后，嘌呤霉素进入核糖体的A位点接纳新生肽，抑制了蛋白质的翻译，在新生肽链和嘌呤霉素的O-甲基酪氨酸之间形成稳定的酰胺键，通过嘌呤霉素的作用使mRNA与其翻译的蛋白质结合，形成mRNA-蛋白质融合体。典型的mRNA展示步骤包括mRNA-蛋白质复合物分子共价合成和与靶点结合多肽的筛选，其步骤包括：编码mRNA体外展示的DNA库、连接、体外翻译、反转录PCR、筛选和洗脱等（见图）。

mRNA展示工作原理图

作为一种体外展示技术，mRNA具有多肽库容量大、筛选效率高、操作简便等共同特点。mRNA展示技术允许的文库容量是噬菌体展示技术的一万倍，是酵母展示或者双杂交、三杂交系统的10⁶倍，是克隆筛选实验的10⁹倍。mRNA展示技术主要应用于发现RNA、小分子、蛋白质等新的蛋白质配体和阐明蛋白质与药物在细胞中的相互作用机制。其他可能的特殊运用有自组装蛋白质芯片、非天然氨基酸的文库和多肽的化学修饰。