Thí nghiệm Meselson–Stahl là thí nghiệm thực hiện bởi Matthew Meselson và Franklin Stahl vào năm 1958 đem lại chứng cứ ủng hộ cho giả thiết của Watson và Crick rằng quá trình tái bản DNA tuân theo nguyên tắc bán bảo toàn (semiconservative). Trong sao chép bán bảo toàn, khi sợi xoắn kép DNA được tái bản, mỗi sợi kép trong hai sợi xoắn kép DNA mới hình thành chứa một nhánh đơn từ chuỗi sợi xoắn kép gốc và một nhánh được tổng hợp mới. Thí nghiệm này được coi là "thí nghiệm đẹp nhất trong sinh học." Meselson và Stahl nhận định cách tốt nhất để đánh dấu sợi DNA gốc đó là thay đổi một trong các nguyên tử nằm trong phân tử DNA gốc. Vì nitơ nằm trong mỗi nucleotide, họ quyết định sử dụng một đồng vị của nitơ để phân biệt giữa phân tử gốc và phân tử được sao chép. Đồng vị 15N của nitơ có thêm một neutron trong hạt nhân nguyên tử, khiến nó nặng hơn so với nitơ tự nhiên ở DNA.