La desnaturalización de las proteínas ocurre cuando las altas temperaturas o las interacciones químicas destruyen sus estructuras secundarias y terciarias. Los procesos de desnaturalización no son lo suficientemente fuertes como para romper los enlaces peptídicos dentro de las proteínas y hacer que sus fórmulas químicas cambien .
Las proteínas son moléculas grandes y complejas con propiedades únicas que dependen de algo más que la secuencia de elementos en sus estructuras primarias. Las proteínas son lo suficientemente grandes para tener diferentes propiedades en diferentes regiones de las moléculas, de modo que una parte puede ser polar mientras que otra no lo es, y una parte reacciona fuertemente con ciertos químicos, mientras que otra reacciona fuertemente con otros. El plegamiento de la proteína, causado por estructuras y atracciones entre diferentes partes de la proteína, expone u oculta sus diferentes regiones, determinando cómo reacciona a su entorno. Muchas funciones biológicas realmente activan las proteínas para cambiar su conformación, exponiendo un subgrupo reactivo cuando sea necesario.
La desnaturalización rompe estas estructuras secundarias y terciarias, exponiendo toda la molécula de proteína. Un ejemplo común es la cocción de un huevo. Las proteínas del huevo, que se doblan para reducir su unión entre sí y permanecen líquidas, se rompen, por lo que pueden unirse entre sí y volverse sólidas. Su composición química no cambia, pero sí sus propiedades químicas.