Denaturace je v biochemii vratný nebo nevratný proces, při němž účinkem jistých fyzikálních či chemických změn dochází k změnám prostorové struktury některých biomolekul z původního přirozeného (nativního) stavu. Denaturovat mohou bílkoviny, ale i dvouvláknové nukleové kyseliny (zejména DNA), přičemž oba tyto procesy se fundamentálně liší. Denaturace bílkovin je provázena ztrátou jejich prostorové sekundární struktury, přičemž často dochází ke ztrátě rozpustnosti (k precipitaci).
