Tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như nhiệt độ cao, axit hoặc kiềm, gây ra biến tính protein. Sự biến tính làm gián đoạn và phá hủy cấu trúc bậc hai và bậc ba của protein, làm cong chúng khỏi chuỗi xoắn alpha bình thường và cấu trúc trang tính beta thành một hình dạng ngẫu nhiên.
Các quá trình biến tính nói chung là quá yếu để phá vỡ các liên kết peptit giữ cấu trúc xương sống của protein lại với nhau, vì vậy chúng không tạo ra sự phân ly hoàn toàn. Các tương tác liên kết yếu giữ các cấu trúc thứ cấp với nhau, bao gồm liên kết hydro và tương tác phân cực, bị phá hủy trong biến tính. Các tương tác yếu khác bị phá hủy trong các quá trình này bao gồm cầu nối muối và liên kết disulfua. Nhiều loại thuốc thử có thể tấn công các liên kết yếu này và gây ra biến tính.
Đun nóng protein phá vỡ các liên kết hydro và tương tác không cực trong cấu trúc protein thứ cấp bằng cách tăng động năng của các phân tử đến mức phân ly liên kết. Sự biến tính do nhiệt này được quan sát thấy trong trứng đã nấu chín, có lòng trắng và lòng đỏ biến tính và đông lại. Làm biến tính protein bằng nhiệt giúp quá trình tiêu hóa của chúng dễ dàng hơn bằng cách cho phép các enzym tiếp cận tốt hơn và phá vỡ các chuỗi peptit trong quá trình tiêu hóa. Việc làm biến tính các protein của vi khuẩn trong nồi hấp tiệt trùng cho phép khử trùng thiết bị y tế.
Liên kết hydro giữa các nhóm amit thứ cấp hoặc chuỗi bên cũng có thể bị phá vỡ bởi rượu. Các đặc tính biến tính mạnh mẽ của rượu là điều khiến chúng trở thành chất khử trùng tuyệt vời.
