En dehors des classes de caractères, un antislash suivi d'un nombre plus grand que 0 (et possiblement plusieurs chiffres) est une référence arrière (c'est à dire vers la gauche) dans le masque, en supposant qu'il y ait suffisamment de sous-masques capturants précédents.
Cependant, si le nombre décimal suivant l'antislash est plus petit que 10, il sera toujours considéré comme une référence arrière, et cela générera une erreur si le nombre de captures n'est pas suffisant. En d'autres termes, il faut qu'il existe suffisamment de parenthèses ouvrantes à gauche de la référence, surtout si la référence est inférieure à 10. Une "référence arrière vers l'avant" peut avoir du sens lorsqu'une répétition est isolée et que le sous masque à droite a participé dans l'itération précédente. Reportez-vous à la section "antislash" pour avoir de plus amples détails à propos du nombre de chiffres qui suivent l'antislash.
La référence arrière remplace ce qui a été capturé par un sous-masque dans le masque courant, plutôt que remplacer le sous-masque lui-même. Ainsi (calme|rapide) et \1ment trouvera "calme et calmement" et "rapide et rapidement", mais pas "calme et rapidement". Si la recherche tient compte de la casse, alors la casse de la chaîne capturée sera importante. Par exemple, ((?i)rah)\s+\1 trouve "rah rah" et "RAH RAH", mais pas "RAH rah", même si le sous-masque capturant initial ne tenait pas compte de la casse.
Il peut y avoir plusieurs références arrières dans le même sous-masque. Si un sous-masque n'a pas été utilisé dans une recherche, alors les références arrières échoueront. Par exemple (a|(bc))\2 ne réussira jamais si la chaîne sujet commence par "a" plutôt que par "bc". Étant donné qu'il peut y avoir jusqu'à 99 références arrières, tous les chiffres après l'antislash sont considérés comment faisant potentiellement partie de la référence arrière. Si le masque recherche un chiffre après la référence, alors il faut impérativement utiliser des délimiteurs pour terminer la référence arrière. Si l'option PCRE_EXTENDED est activée, on peut utiliser un espace. Sinon, un commentaire vide fait l'affaire.
Une référence arrière qui intervient à l'intérieur de parenthèses auxquelles elle fait référence échouera dès que le sous-masque sera utilisé. Par exemple, (a\1) échouera toujours. Cependant, ces références peuvent être utiles dans les sous-masques répétitifs. Par exemple, le masque "(a|b\1)+" pourra convenir pour "a", "aba", "ababba", etc. À chaque itération du sous-masque, la référence arrière utilise le résultat du dernier sous-masque. Pour que cela fonctionne, il faut que la première itération n'ait pas besoin d'utiliser la référence arrière. Cela arrive avec les alternatives, comme dans l'exemple ci-dessus, ou avec un quantificateur de minimum 0.
Depuis PHP 5.2.2, la séquence d'échappement \g peut être utilisée pour le référencement absolu et relatif des sous-masques. Cette séquence doit être suivie par un nombre non-signé ou négatif, entouré optionnellement par des accolades. La séquence \1, \g1 et \g{1} sont identiques. L'utilisation de ce masque avec un nombre non-signé peut aider à ne pas le confondre lors de l'utilisation de nombre suivi d'un anti-slash. Cette séquence aide à distinguer les références arrières lors de l'utilisation de caractères octales et rend également plus facile d'avoir une référence arrière suivie par un nombre litéral, i.e. \g{2}1.
L'utilisation de la séquence \g avec un nombre négatif indique une référence relative. Par exemple, (foo)(bar)\g{-1} trouvera la séquence "foobarbar" et (foo)(bar)\g{-2} trouvera la séquence "foobarfoo". Ceci peut être pratique dans ce gros masque comme alternative afin de conserver une trace du nombre de sous-masques afin de référencer un sous-masque précédant spécifique.
Les références arrières du sous-masque nommé peuvent être utilisées sous la forme (?P=name) ou, depuis PHP 5.2.2, via \k<name> ou \k'name'. De plus, PHP 5.2.4 a ajouté le support de \k{name} et de \g{name}.