DNA和RNA是细胞重要的功能分子。无论DNA还是RNA,它们在细胞中总是与蛋白质结合，以复合物的形式存在于细胞中。进行核酸分离纯化的过程就是使核酸与细胞内的其他组分分离，去除纯化试剂的污染，并保持核酸一级结构的完整性。

细胞中的DNA分子主要存在于细胞核和线粒体中，RNA分子在细胞核和细胞质中广泛存在。细胞核中的染色体DNA是长的线性分子，相对稳定，纯化过程中产生的机械剪切力即可使其断裂。线粒体DNA是环形分子，一般需以线粒体为起始材料，才能获得高纯度的线粒体DNA。RNA分子较不稳定，且RNA酶广泛存在，防止降解是RNA分子纯化过程中的主要注意事项。

核酸的高负电荷磷酸骨架使其比蛋白、脂类、多糖等细胞内其他组分具有更高的亲水性，可通过选择性沉淀和差速离心使核酸与它们分离。在纯化过程中一般加入对应的核酸酶，而选择性地保留DNA或RNA分子。

异硫氰酸胍等离液剂可使膜脂、蛋白变性，释放出细胞内的核酸分子，是核酸抽提液的主要成分。

纯化过程中加入氯仿，可去除细胞内的脂类，并使更多的蛋白变性，易于核酸分离纯化。

同RNA相比，DNA分子量高，易于集聚。在细胞裂解后进行高速离心，RNA分子能够保留在上层水相中，使RNA与DNA分离。

蛋白酶k：能够水解细胞内的蛋白和膜蛋白，能使DNA酶和RNA酶失活，也具有裂解细胞的作用，并且蛋白酶k不易失活，在65℃仍能保持活性，常添加在DNA的抽提液中。

通过离心沉淀的方式可获得保留在水相中的核酸分子。钠离子可中和磷酸骨架的负电荷，在酸性条件下可促进DNA的疏水复性，加入乙醇后，低温孵育，可有效沉淀DNA分子。异丙醇可降低水溶液的极性，一般用来沉淀RNA分子。另外，硅胶膜可有效地吸附溶液中的核酸分子，已广泛地应用到了全自动核酸纯化技术中，适应了后基因组时代大样本核酸分析的需求。