Nucleotide được giữ với nhau bằng hai loại liên kết: liên kết phosphodiester và liên kết hydro. Cổng thông tin giáo dục mô tả liên kết phosphodiester là liên kết liên kết các nucleotide thành chuỗi tuyến tính. Theo Cambridge Physics, liên kết hydro đóng vai trò như cầu nối hai hàng nucleotide song song. Kết nối này hỗ trợ việc hình thành cấu trúc chuỗi xoắn kép đặc biệt của DNA.
Wikipedia nói rằng một nucleotide bao gồm một đường năm cacbon, một bazơ nitơ và một hoặc nhiều nhóm phốt phát. Phần đường năm carbon của một nucleotide chứa hai nhóm hydroxyl tự do có khả năng phản ứng cao. Các nhóm photphat cũng phản ứng và tìm kiếm một nơi để liên kết. Cổng thông tin giáo dục nói rằng liên kết phosphodiester hình thành giữa một nhóm phốt phát trên một nucleotide và một nhóm hydroxyl tự do trên một nucleotide lân cận.
Gân bazơ nitơ của mỗi nucleotit luôn xếp dọc theo cùng một phía của chuỗi. Trong DNA, chuỗi nucleotide thứ hai chạy song song với chuỗi nucleotide thứ nhất, nhưng hướng của nó bị lật 180 độ. Điều này cho phép các bazơ nitơ gặp nhau ở trung tâm của cấu trúc DNA. Wikipedia nói rằng các liên kết hydro giữ hai sợi nucleotide với nhau chỉ hình thành giữa các cặp bazơ. Các cặp bazơ mô tả hai bazơ nitơ khác nhau liên kết với nhau theo quy luật.
