Odwrócenie denaturacji, polega na przywróceniu struktury i właściwości biologicznych związków wielkocząsteczkowych (białek i kwasów nukleinowych) po uprzednim ich zaburzeniu czynnikami fizycznymi i chemicznymi. Zazwyczaj zachodzi samorzutnie po usunięciu czynnika denaturującego. Czasem do renaturacji konieczne są czynniki pomocnicze, np. białka opiekuńcze (chaperony). Niektóre procesy denaturacji (np. termiczna denaturacja białek) są w praktyce nieodwracalne i do r. nie dochodzi.