核酸为多元酸，具有较强的酸性。各种核酸分子的大小及所带电荷各不相同，可用电泳和离子交换层析等方法区分。DNA是线性高分子，因此黏度极大；RNA分子较小，黏度也小得多。DNA分子在机械力的作用下易发生断裂，通常只能得到它的片断进行研究。在超速离心引力场中，溶液中的核酸分子可以下沉，线性、环形和超螺旋等不同构象的核酸分子的沉降速率差异很大，是超速离心法提取和纯化核酸的理论基础。

核酸分子中所含的碱基具有共轭双键，故都具有吸收240～290nm波长紫外线的特性，其最大吸收峰在260nm附近（图2-13）。该性质可以用来对核酸进行定性和定量分析。

在某些理化因素作用下，DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，DNA分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构（单链状态），一些生物学活性丧失和理化性质发生改变的现象称为DNA变性。变性不涉及磷酸二酯键的断裂和一级结构的改变。凡能破坏双螺旋稳定性的因素，如加热、极端的pH、有机溶剂（如甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺等），均可引起核酸分子变性。

常见的变性方法是加热，当温度升高到一定程度时，DNA溶液的A ₂₆₀会突然快速上升至最高值，随后即使温度继续升高，A ₂₆₀也不再明显变化。以温度对A ₂₆₀的关系作图，所得的DNA解链曲线呈S型（图2-14）。可见DNA热变性是爆发式，只在一个很窄的温度范围内发生。通常将核酸加热变性过程中，紫外吸收增加值达到最大值的50%时的温度称为核酸的解链温度或融解温度（melting temperature，T _m）。在T _m时，核酸分子内50%的双螺旋结构被破坏。T _m值可根据DNA的长度、离子浓度及GC的含量来计算。小于20bp寡核苷酸片段的T _m值可用公式T _m=4（G+C）+2（A+T）来估算，其中G、C、A和T是寡核苷酸片段中所含相应碱基的个数。

特定核酸分子的T _m值与其G+C所占总碱基数的百分比正相关；一定条件下（相对较短的核酸分子），T _m值大小还与核酸分子的长度有关，核酸分子越长，T _m值越大；另外，溶液的离子强度较低时，T _m值较低。而在较高的离子强度时，DNA的T _m值较高，熔解过程发生在一个较小的温度范围之内，所以DNA制品在极稀的电解质溶液中保存较为稳定。

变性DNA在适当条件下，两条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象称为复性（renaturation），它是变性的一种逆转过程。热变性 DNA一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为退火。伴随复性会出现DNA溶液的紫外吸收作用减弱的现象，称为减色效应。

温度是影响DNA复性的最重要的因素，一般要求温度降至比T _m值低20～25℃；降温要缓慢，如果温度骤然下降，两链间的碱基来不及形成适当配对，无法成功复性。这一特性可用来保持DNA的变形状态。浓度也是重要的影响因子，DNA浓度较高，互补链之间相互接近、互补碱基间重新形成氢键的概率较大，较容易复性。复性还要求有适当的离子强度，一般较高的离子强度有利于复性。

复性也会发生于不同来源的核酸链之间。将不同来源的核酸分子变性后，合并在一处进行复性，这时，只要这些单链核酸分子含有可以形成连续的碱基互补配对的片段，彼此之间就可在这些局部形成双链，这个过程称为杂交（hybridization），局部形成的双链被称为杂化双链（图2-15）。杂交可以发生于DNA与DNA之间，也可以发生于RNA与RNA之间以及DNA与RNA之间。核酸分子杂交是分子生物学的常用实验技术。这一原理可以用来研究DNA片段在基因组中的定位、检测靶基因在待检样品中存在与否、鉴定核酸分子间的序列相似性等。DNA印迹、RNA印迹、斑点印迹、基因芯片、PCR扩增等核酸检测方法都是利用了核酸分子杂交的原理。