DNA siêu xoắn (DNA supercoiling) là chuỗi xoắn kép DNA ở trạng thái cuộn xoắn thêm một hay nhiều cấp nữa. Đây là thuộc tính cơ bản của các phân tử DNA, thường gặp nhất là của các DNA vòng trong tự nhiên. Đối với trạng thái siêu xoắn, thì trạng thái DNA dạng A, B hay Z được xem là dạng giãn (relaxed form DNA).
Trạng thái siêu xoắn rất quan trọng trong một số quá trình sinh học, chẳng hạn như trong quá trình "nén" DNA nhờ đó ngăn cản truy cập vào mã di truyền mà nó mang, hay như trong quá trình biểu hiện gen. Một số enzym như tôpôizômêraza có thể thay đổi trạng thái cấu trúc này để tạo điều kiện thuận lợi cho các chức năng như nhân đôi DNA hoặc phiên mã.