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核酸是生物大分子，具有和蛋白质类似的大分子特性，包括黏度、胶体特性、沉降系数、变性与复性等。
核酸为白色固体，微溶于水，不溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般有机溶剂。在分离核酸时，常用乙醇沉淀DNA或RNA。
核酸含大量磷酸基团，带负电荷，具有较强酸性。核酸常与带正电的金属阳离子、组蛋白、精胺和亚精胺等带正电荷的物质结合，降低分子内能，使其更加稳定。
核酸是两性电解质，解离状态随溶液的pH值而改变。
由于核酸分子所含的碱基中都有共轭双键，在240～290nm紫外波长有明显的吸收峰。在中性条件下，DNA钠盐的最大吸收峰在260nm（图3-20），以A 260 表示。可用紫外分光光度法对核酸进行定量或定性的分析。因蛋白质的最大吸收在280nm处，可用紫外分光光度计分别测样品在260nm与280nm处的吸光度值，用A 260 /A 280 的比值分析判断样品的纯度，纯DNA的A 260 /A 280 应为1.8，纯RNA应为2.0。
图3-20 碱基、核苷酸和DNA的紫外吸收
核酸是生物大分子，具有大分子的一般特性。核酸的分子大小除了用分子量表示以外，还常用碱基数（适用于单链核酸）、碱基对数（适用于双链核酸）及沉降系数表示。如前述原核生物有3种rRNA，沉降系数分别为5S、16S、23S。真核生物有4种rRNA，沉降系数分别为5S、5.8S、18S、28S。
核酸变性（denaturation）是指在加热、强酸、强碱或有机溶剂等理化因素作用下，核酸的互补碱基间氢键断裂，有序的双螺旋构象变为无规则的单链，生物活性部分或全部丧失，但不涉及核苷酸之间磷酸二酯键的断裂。因此，变性核酸只是理化性质发生变化，如黏度降低、沉降速度加快、紫外吸收增强等。
变性DNA紫外吸收明显增加的现象，称为增色效应（hyperchromic effect）。单链DNA的紫外吸收比双链DNA高40%。DNA解链达到一半时的温度，称为DNA的变性温度（melting temperature，Tm）、熔点或熔解温度，一般为70～85℃（图3-21）。Tm值与DNA的碱基组成、分子大小、溶液的pH值和离子强度等有关。DNA分子中GC含量越高，解链温度就越高，可以通过测定解链温度来分析DNA的碱基组成，计算公式为（G+C）%=（Tm-69.3）×2.44%。
图3-21 DNA解链曲线
缓慢降低温度或恢复生理条件，DNA自发互补结合，重新形成原来的双螺旋结构，称为复性，也称退火（annealing）。若变性不彻底，两条链没有完全分开，则复性过程很快。DNA复性速度与片段大小和浓度有关，DNA的片段越大复性越慢，变性DNA的浓度越大复性越快。
DNA变性会出现增色效应；反之，复性时变性DNA恢复成天然构象，其紫外吸收又降低的现象称为减色效应（hypochromic effect）。因此，可以通过检测紫外吸收的变化来研究DNA变性与复性。
具有互补序列的不同来源的核酸混合后，通过变性与复性处理而形成DNA-DNA异源双链，或DNA-RNA杂合双链的过程称为核酸分子杂交（molecular hybridization）。在定性或定量分析时，通常用同位素或非同位素标记寡核苷酸，使之成为探针，与另一种核酸进行杂交。核酸分子杂交具有较好的灵敏度和特异性，因而被广泛地应用于酶切图谱制作、目的基因筛选、疾病诊断和法医鉴定等方面。