thumb|350px|DNA (liniami przerywanymi zaznaczono wiązania wodorowe) Denaturacja DNA, topnienie DNA, mięknięcie DNA – separacja podwójnej nici DNA na dwie pojedyncze wskutek zerwania wiązań wodorowych między nimi.
Dwuniciowa helikalna struktura DNA jest względnie stabilna dzięki wiązaniom wodorowym między zasadami oraz oddziaływaniom warstwowym nakładających się zasad. Dodatkowo helisa ulega solwatacji, powodującej wytwarzanie się powłoki hydratacyjnej z cząsteczek wody wokół DNA. Oddziaływania te trzeba przezwyciężyć, jeżeli chce się przeprowadzić proces denaturacji DNA.
Dwie nici DNA ulegają wyraźnemu rozdzieleniu po inkubacji w roztworach o pH powyżej 12 i poniżej 2, ze względu na jonizację zasad. Jonizacja ta powoduje zmianę właściwości tworzenia wiązań wodorowych przez zasady, która prowadzi do zaburzenia normalnych wiązań wodorowych typu Watsona-Cricka między A i T oraz C i G. Dodatkowo przy bardzo wysokim lub niskim pH powłoka hydratacyjna otaczająca cząsteczkę DNA ulega zaburzeniu, destabilizując nakładanie się par zasad. Poddanie DNA działaniu kwasu prowadzi do depurynacji i depirymidynacji – utraty zasad przez trawienie wiązania glikozydowego. Wiązanie fosfodiestrowe w miejscach pozbawionych zasad staje się bardziej podatne na hydrolizę, wobec czego silne kwasy wywołują degradację DNA.