DNA denatürasyonu, DNA’nın çift iplikli yapısının tek iplikli hale gelmesi işlemidir. Bu işlem, DNA iplikleri arasındaki hidrojen bağlarının kırılması ile gerçekleşir. DNA denatürasyonu, ısıtma, kimyasal maddeler veya pH değişimi gibi faktörlerle tetiklenebilir. DNA denatürasyonu, DNA’nın replikasyonu, transkripsiyonu, onarımı veya protein bağlanması gibi biyolojik öneme sahip mekanizmalar için gereklidir. DNA denatürasyonu, bazı durumlarda tersinir bir işlemdir. Denatüre edici faktörler ortadan kaldırıldığında ve doğal koşullar sağlandığında, DNA iplikleri yeniden birleşerek (renatüre olarak) çift sarmal yapısını geri kazanabilir.