假定在一個雙鏈DNA分子內某些片段含有較多G-C鹼基對，根據它們局部Tm值差，用電子顯微鏡就可以觀察和測量到這些片段，如在DNA某一片段內含有較多的A-T鹼基對，在某一個溫度時就可能出現雙鏈解離的現象。但在同一溫度下，含G-C對較多部分仍然保持雙鏈結構。這是一種非常有用的技術。
變性DNA只要消除變性條件，二條互補鏈還可以重新結合，恢復原來的雙螺旋結構，這一過程稱為復性（renaturation）。通常DNA熱變性後，將溫度緩慢冷卻，並維持在比Tm低25～30℃左右時，變性後的單鏈DNA即可恢復雙螺旋結構，因此，這一過程又叫做退火。復性後的DNA，理化性質都能得到恢復。倘若DNA熱變後快速冷卻，則不能復性
影響復性速度的因素很多，同樣條件下，DNA順序簡單的分子復性很快，如polyd[T]和polyd[A]由於彼此互補識別很快，故能迅速復性。但順序較複雜的DNA分子復性則較慢。因此通過變性速率的研究，可以了解DNA順序的複雜性。DNA片段的大小也影響變性的速率，因為DNA片段愈大，擴散速度愈低，使DNA片段線狀單鏈互相發現互補的機會減少。因此，在復性實驗中，有時將DNA切成小片段，再進行復性。同樣條件下，同一種DNA濃度愈高，復性速度也愈快。溶液的離子強度對復性速度也有影響，通常鹽濃度較高時，復性速度較快。
Doty研究小組是最早對DNA變性過程進行深入研究的。它們所獲得的結果表明，在達到Tm值時，兩條DNA單鏈分離開。如果在加熱之後慢慢地冷卻，則出現部分復性，即DNA的一部分回復到雙螺旋結構。復性的程度取決於DNA濃度及信息含量的多少。病毒DNA（信息含量少）比哺乳動物DNA容易復性，而DNA濃度較高時，有利於復性，快速冷卻使DNA仍然處於變性狀態，這時自由單鏈成鏈線團結構。對這種情況，人們稱之為螺旋-線團轉化過程（helix-coil-transition）。快速冷卻時消光係數固然有所下降，但比天然DNA的數值始終要大。