Các khối cấu tạo của DNA được gọi là nucleotide. Nucleotide được tạo thành từ đường năm carbon, một bazơ nitơ và một phốt phát. Bazơ nitơ có thể là adenin, cytosine, guanin và thymine, thường được hiển thị trên các mô hình DNA dưới dạng các chữ cái A, C, G và T.
Các bazơ được chia thành hai nhóm, purin và pyrimidine. Nhóm purin được tạo thành từ adenin và guanin. Nhóm này có cấu trúc vòng đôi nên rất dễ phân biệt với nhóm kia. Nhóm pyrimidine được tạo thành từ các bazơ thymine và cytosine. Đường và photphat tạo nên xương sống của chuỗi xoắn kép DNA, để lại các bazơ để tạo ra các bước về cơ bản của thang DNA. Cách các bazơ khớp với nhau bên trong chuỗi xoắn kép rất cụ thể. Một adenine chỉ có thể kết hợp với một thymine và một guanine chỉ với một cytosine. Kiểu ghép nối cụ thể này giữ cho chiều rộng của mỗi cặp như nhau. Các cặp được giữ với nhau bằng các liên kết hydro yếu, dễ bị phá vỡ khi DNA được giải nén để dịch mã. Khi nó được giải nén, DNA có thể được tái tạo và thông tin được giữ trong các cặp cơ sở được chia sẻ qua mRNA, bắt đầu quá trình sao chép DNA.
