天然蛋白質的嚴密結構在某些物理或化學因素作用下，其特定的空間結構被破壞，從而導致理化性質改變和生物學活性的喪失，如酶失去催化活力，激素喪失活性稱之為蛋白質的變性作用(denaturation)。變性蛋白質只有空間構象的破壞，一般認為蛋白質變性本質是次級鍵，二硫鍵的破壞，并不涉及一級結構的變化。

　　變性蛋白質和天然蛋白質最明顯的區別是溶解度降低，同時蛋白質的粘度增加，結晶性破壞，生物學活性喪失，易被蛋白酶分解。

　　引起蛋白質變性的原因可分為物理和化學因素兩類。物理因素可以是加熱、加壓、脫水、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波的作用等;化學因素有強酸、強堿、尿素、重金屬鹽、十二烷基磺酸鈉(SDS)等。在臨床醫學上，變性因素常被應用于消毒及滅菌。反之，注意防止蛋白質變性就能有效地保存蛋白質制劑。

　　變性并非是不可逆的變化，當變性程度較輕時，如去除變性因素，有的蛋白質仍能恢復或部分恢復其原來的構象及功能，變性的可逆變化稱為復性。例如，前述的核糖核酸酶中四對二硫鍵及其氫鍵。在β�矌�基乙醇和8M尿素作用下，發生變性，失去生物學活性，變性后如經過透析去除尿素，β�矌�基乙醇，并設法使疏基氧化成二硫鍵，酶蛋白又可恢復其原來的構象，生物學活性也幾乎全部恢復，此稱變性核糖核酸酶的復性。

　　許多蛋白質變性時被破壞嚴重，不能恢復，稱為不可逆性變性。