Denaturacja białek zachodzi, gdy wysokie temperatury lub interakcje chemiczne niszczą zarówno ich strukturę drugorzędową, jak i trzeciorzędową. Procesy denaturacji nie są wystarczająco silne, aby rozerwać wiązania peptydowe w białkach i spowodować zmianę ich wzorów chemicznych .
Białka są dużymi, złożonymi cząsteczkami o unikalnych właściwościach, które zależą nie tylko od sekwencji pierwiastków w ich pierwotnych strukturach. Białka są wystarczająco duże, aby mieć różne właściwości w różnych regionach cząsteczek, tak, że jedna część może być polarna, a inna nie, a jedna część silnie reaguje z pewnymi chemikaliami, podczas gdy inna reaguje silnie z innymi. Składanie białka, spowodowane przez struktury i atrakcje między różnymi częściami białka, eksponuje lub ukrywa jego różne regiony, określając, w jaki sposób reaguje na swoje otoczenie. Wiele funkcji biologicznych rzeczywiście wyzwala białka, aby zmienić ich konformację, ujawniając w razie potrzeby podgrupę reaktywną.
Denaturacja rozkłada struktury drugo- i trzeciorzędowe, odsłaniając całą cząsteczkę białka. Typowym przykładem jest gotowanie jajka. Białka jaja, które są składane w celu zmniejszenia wiązania się ze sobą i pozostają w stanie płynnym, zostają przerwane, dzięki czemu mogą się ze sobą wiązać i stać się stałe. Ich skład chemiczny się nie zmienia, ale mają właściwości chemiczne.