Ekspozycja na ekstremalne warunki, takie jak wysoka temperatura, kwasowość lub zasadowość, powoduje denaturację białka. Denaturacja niszczy i niszczy wtórne i trzeciorzędowe struktury białek, wypaczając je z normalnej helisy alfa i struktura arkusza beta do losowego kształtu.
Proces denaturacji jest na ogół zbyt słaby, aby rozerwać wiązania peptydowe, zachowując razem strukturę szkieletu białka, tak aby nie wywoływały całkowitej dysocjacji. Słabe oddziaływania wiązania, które utrzymują razem struktury drugorzędowe, w tym wiązania wodorowe i oddziaływania polarne, są niszczone w denaturacji. Inne słabe interakcje zniszczone w tych procesach obejmują mostki solne i wiązania dwusiarczkowe. Liczne odczynniki mogą atakować te słabe wiązania i wywoływać denaturację.
Ogrzewanie białka przerywa wiązania wodorowe i niepolarne interakcje w strukturze białka wtórnego poprzez zwiększenie energii kinetycznej cząsteczek do punktu dysocjacji wiązań. Ta denaturacja wywołana ciepłem występuje w jajach gotowanych, których białka i żółtka denaturują i koagulują. Denaturacja białek za pomocą ciepła ułatwia ich trawienie, umożliwiając enzymom lepszy dostęp i rozkładanie łańcuchów peptydowych podczas trawienia. Denaturujące białka bakteryjne w autoklawie umożliwiają sterylizację sprzętu medycznego.
Wiązanie wodorowe między drugorzędowymi grupami amidowymi lub łańcuchami bocznymi może być również zakłócone przez alkohole. Silne właściwości denaturujące alkoholi powodują, że są doskonałym antyseptykiem.
