A estrutura terciária das macromoléculas é mantida por interações fracas (pontes de hidrogénio, ligações eletrostáticas, interações dipolo-dipolo ou dipolo-dipolo induzido) cuja intensidade varia dramaticamente com pequenos deslocamentos (ou mudanças de orientação) dos átomos interatuantes. Por esta razão, as formas mais simples de desnaturar uma molécula são a agitação violenta e o aquecimento, uma vez que o aumento das velocidades dos átomos da macromolécula (e do solvente que a rodeia) durante o aumento da temperatura (ou agitação) é suficiente para, por exemplo, substituir uma ponte de hidrogénio inter-molecular por uma ponte de hidrogénio entre a molécula e o solvente, o que obviamente diminui a intensidade das interações que mantêm a estrutura da molécula.

Se a macromolécula contiver grupos protonáveis (i.e. capazes de aceitar ou largar H⁺), a desnaturação pode também ser efetuada por mudanças de pH do meio: ao mudar o grau de protonação dos grupos ácidos ou básicos da macromolécula, estamos a mudar a sua carga e portanto a afetar o número de interações eletrostáticas entre regiões da macromolécula mais ou menos distantes entre si. É também possível desnaturar progressivamente uma macromolécula com adições sucessivas de agentes desnaturantes diversos: utilizam-se regularmente para este fim moléculas com elevada capacidade de estabelecer pontes de hidrogénio (como por exemplo a ureia e o catião guanidínio), detergentes (que se ligam às zonas hidrofóbicas das macromoléculas e permitem que estas regiões, geralmente mantidas no interior da molécula por interações hidrofóbicas, fiquem em contacto com o solvente, etc.).

É relativamente fácil demonstrar a ocorrência de desnaturação de proteínas em sala de aula, mesmo na ausência de material sofisticado, uma vez que a exposição ao solvente das zonas hidrofóbicas das proteínas provoca a agregação proteica e (frequentemente) a sua precipitação. Pode-se por isso facilmente observar a desnaturação das proteínas da clara de ovo com a adição progressiva de gotas de vinagre ou sumo de limão, ou com o seu aquecimento progressivo. A desnaturação proteica por agitação do meio observa-se facilmente pelo aumento da quantidade de espuma (devido ao aumento da tensão superficial da solução originada pela presença de proteína parcialmente desnaturada).

A desnaturação de polissacarídeos pode ser demonstrada observando a variação de cor de uma solução de amido na presença de reagente de Lugol com ou sem aquecimento: à temperatura ambiente o anião tri-iodeto presente no reagente de Lugol intercala-se no amido originando uma cor azul, que desaparece por aquecimento a 100ºC mas reaparece à medida que o arrefecimento promove reposição da estrutura terciária original.