DNA變性，也可用于檢測兩個不同的DNA序列之間之序列差異。將DNA加熱和變性成單鏈狀態，并將該混合物冷卻使可以重新進行雜交。雜交分子的相似序列中如果互補序列有差異，則會導致堿基配對中斷。在基因組范圍中，該方法已被用于估算兩物種之間遺傳距離的研究，稱為DNA-DNA雜交。在其中的單個分區的DNA，變性梯度凝膠和溫度梯度凝膠可用于檢測此兩個序列，此法稱為溫度梯度凝膠電泳，為表現較小差異時使用的方法。
DNA熔解的也應用于分子生物學技術，特別是在聚合酶鏈式反應。盡管此技術不能診斷DNA熔化的溫度，所以估計（Tm）是確定來調整是和溫度是非常重要的。DNA的熔解溫度也可被用作用于均衡的一組分子的雜交優勢，例如的寡核苷酸探針DNA微陣列。