是指DNA中單鏈與雙鏈、雙鏈之間的相互作用形成的三鏈或四鏈結構。如H-DNA或R-環等三級結構。DNA的三級結構是指DNA進一步扭曲盤繞所形成的特定空間結構，也稱為超螺旋結構。DNA的超螺旋結構可分為正、負超螺旋兩大類，并可互相轉變。超螺旋是克服張力而形成的。當DNA雙螺旋分子在溶液中以一定構象自由存在時，雙螺旋處于能量最低狀態此為松弛態。如果使這種正常的DNA分子額外地多轉幾圈或少轉幾圈，就使雙螺旋產生張力，如果DNA分子兩端是開放的，這種張力可通過鏈的轉動而釋放出來，DNA就恢復到正常的雙螺旋狀態。但如果DNA分子兩端是固定的，或者是環狀分子，這種張力就不能通過鏈的旋轉釋放掉，只能使DNA分子本身發生扭曲，以此抵消張力，這就形成超螺旋，是雙螺旋的螺旋。