DNA được tạo ra từ các đơn vị lặp lại được gọi là nucleotide. Bốn nucleotide trong DNA là adenine, cytosine, guanine và thymine. Adenine liên kết với thymine và guanine liên kết với cytosine.
Những nucleotide này được tạo ra từ một loại đường, deoxyribose, được liên kết với một nhóm phốt phát và một bazơ nitơ. Có các bazơ nitơ khác nhau là những gì phân biệt giữa các nucleotide khác nhau. Purine có hai vòng trong cơ sở nitơ trong khi pyrimidine chỉ có một. Adenine và guanine là purine trong khi thymine và cytosine là pyrimidine Sự khác biệt hóa học trong các nhóm liên kết với (các) vòng phân biệt giữa adenine và guanine và giữa thymine và cytosine. Các nucleotide liên kết với nhau tạo nên cấu trúc chuỗi xoắn kép của DNA. Liên kết deoxyribose tạo thành xương sống của DNA và các bazơ nitơ liên kết với nhau ở giữa để giữ cả hai sợi DNA lại với nhau.