Die Denaturierung eines Proteins bezeichnet den Zerfall seiner dreidimensionalen Struktur (wobei die Primärstruktur erhalten bleibt), was zum Verlust seiner Funktion führt und auf das Aufbrechen der Bindungen zwischen den seitlichen Gruppen R der Aminosäuren zurückzuführen ist. Das Denaturierungsphänomen tritt auf, wenn das Protein extremen Temperaturen (sehr hoch) oder pH-Werten ausgesetzt ist und zeigt, dass die dreidimensionale Struktur eines Proteins diejenige ist, die seine Funktion bestimmt. Ein charakteristisches Beispiel für die Denaturierung ist die Veränderung der Textur des Eiweißes im Ei (bestehend hauptsächlich aus dem Protein Albumin) beim Erhitzen. Zum Beispiel verwandelt sich beim Braten des Eies die klare Lösung der Proteine, die den Dotter umgeben, in ein weißes, undurchsichtiges und festes Material. Dies ist auf die Denaturierung des enthaltenen Proteins (Albumin) zurückzuführen.