DNA的熱變性是指DNA分子在加熱條件下由穩定的雙螺旋結構鬆解為無規則線性結構的現象。特徵有：DNA溶液粘度降低、DNA溶液旋光性發生改變、DNA溶液的紫外吸收作用增強（增色效應）。

DNA變性是指核酸雙螺旋鹼基對的氫鍵斷裂，雙鏈變成單鏈，從而使核酸的天然構象和性質發生改變。變性時維持雙螺旋穩定性的氫鍵斷裂，鹼基間的堆積力遭到破壞，但不涉及到其一級結構的改變。特點：變性DNA常發生一些理化及生物學性質的改變：

1）溶液粘度降低。DNA雙螺旋是緊密的剛性結構，變性後代之以柔軟而鬆散的無規則單股線性結構，DNA粘度因此而明顯下降。

2）溶液旋光性發生改變。變性後整個DNA分子的對稱性及分子區域性的構性改變，使DNA溶液的旋光性發生變化。

3）增色效應(hyperchromic effect)。指變性後DNA溶液的紫外吸收作用增強的效應。DNA分子中鹼基間電子的相互作用使DNA分子具有吸收260nm波長紫外光的特性。在DNA雙螺旋結構中鹼基藏入內側，變性時DNA雙螺旋解開，於是鹼基外露，鹼基中電子的相互作用更有利於紫外吸收，故而產生增色效應。