具有双螺旋结构的 DNA分子，对于二条多核苷酸链的缠绕的程度等有各种形状的拓扑学异构体。例如将不具裂缝的双链环状 DNA的一个链切断，将其一端钻入未切断的链中，然后再使之与原来的一端（头）结合，则可给 DNA分子的整体带来扭曲变形，由于将双链 DNA进一步扭曲而形成超螺旋（参见闭环 DNA），或一侧的链卷到另一侧链上的方式，使 DNA骨架上积累的应变能成为最少。此时，根据向链中钻进的方向（将螺旋反卷的方向或其逆方向）和次数等，形成高级结构上的多样性。这种作为超螺旋 DNA（ supercoiled DNA）的拓扑学异构体，不限于环状 DNA，在线形 DNA上的固定二点间也会形成，与细胞内的 DNA复制、转录和重组等过程有着重要的联系。环状双链 DNA的拓扑学的异构体，从几何学上可以三个参数来表示。第一为 L数（ linking number），表示二条核苷酸链组成双螺旋过程中的缠绕次数。 B型 DNA（参见 DNA）每 10个碱基对 L=1，总是整数。 L数，只要 DNA不产生裂缝，不论分子怎样变形它也不会改变。第二为 T数（ twist number），它表示不限于作为螺旋的缠绕，一个链围绕另一个链旋卷的次数， B型 DNA其 L=T。第三为 W数（ writting number）表示超螺旋数。例如，在双螺旋发生反卷之后形成闭环的 DNA，可变成 L数不足的拓扑学异构体，使 DNA分子扭歪变形，此应变能由于整个分子形成右旋超螺旋而变为最少，此时产生的超螺旋的卷数就是 W数。扭歪变形也由于分子内的一个链绕到另一个链而减少的。三个参数之间有 L=W T的关系。