La desnaturalización térmica del ADN, también llamada fusión, hace que la estructura de doble hélice se desenrolle para formar ADN monocatenario. Cuando el ADN en solución se calienta por encima de su temperatura de fusión (generalmente más de 80 °C), el ADN de doble cadena se desenrolla para formar ADN de cadena única. Las bases se desprenden y, por lo tanto, pueden absorber más luz. En su estado nativo, las bases del ADN absorben la luz en la región de longitud de onda de 260 nm. Cuando las bases se desprenden, la longitud de onda de la absorbancia máxima no cambia, pero la cantidad absorbida aumenta en un 37%. Una hebra de ADN de doble hebra disociada a dos hebras individuales produce una transición cooperativa aguda.
La hipercromicidad se puede utilizar para rastrear la condición del ADN a medida que cambia la temperatura. La temperatura de transición / fusión (Tm) es la temperatura en la que la absorbancia de la luz UV es del 50% entre el máximo y el mínimo, es decir, en la que el 50% del ADN está desnaturalizado. Un aumento de diez veces de la concentración de cationes monovalentes aumenta la temperatura en 16,6 °C.
El efecto hipercrómico es el sorprendente aumento de la absorbancia del ADN tras la desnaturalización. Las dos hebras de ADN se unen principalmente por las interacciones de apilamiento, los enlaces de hidrógeno y el efecto hidrofóbico entre las bases complementarias. El enlace de hidrógeno limita la resonancia del anillo aromático, por lo que la absorbancia de la muestra también es limitada. Cuando la doble hélice de ADN se trata con agentes desnaturalizados, se interrumpe la fuerza de interacción que sostiene la estructura de doble hélice. La doble hélice luego se separa en dos hebras individuales que se encuentran en la conformación en espiral aleatoria. En este momento, la interacción base-base se reducirá, aumentando la absorbancia UV de la solución de ADN porque muchas bases están en forma libre y no forman enlaces de hidrógeno con bases complementarias. Como resultado, la absorbancia del ADN monocatenario será un 37% mayor que la del ADN bicatenario a la misma concentración.