Denaturacija je biokemijski proces, med katerim beljakovine ali nukleinske kisline izgubijo svojo sekundarno, terciarno in kvartarno strukturo, ki skupaj predstavljajo njihovo nativno konformacijo, zaradi različnih razlogov, kot so na primer stresne situacije, dodatek močne baze ali kisline, dodatek koncentrirane anorganske soli, organskega topila (npr. alkohola ali kloroforma) ali dovajanja toplote. Če denaturirajo beljakovine v živi celici, celica izgubi svojo aktivnost, kar pogosto vodi v celično smrt. Denaturiranim beljakovinam se pogosto spremenijo lastnosti, kot na primer izguba topnosti, začetek agregacije.