Các thành phần thiết yếu của nucleotide là một đường pentose (năm carbon), một base nitơ và một đến ba nhóm phosphate. Sự kết hợp của các nhóm pentose, bazơ và photphat có thể tạo ra một số nucleotide khác nhau.
Trong tự nhiên, có hai loại đường khác nhau có trong axit nucleic. Deoxyribose có trong DNA, và ribose có trong RNA. Sự khác biệt duy nhất giữa hai loại đường này là deoxyribose có hai hydro liên kết với carbon 2 'của nó thay vì một hydro và một nhóm hydroxyl như trong ribose. Các cơ sở nitơ khác nhau là những gì được gọi bằng các chữ cái thường được coi là mã di truyền. Chúng là viết tắt của adenine, thymine, uracil, guanine và cytosine. Các phân tử này đều là cấu trúc một hoặc hai vòng chứa các nguyên tử nitơ. Cuối cùng, số lượng nhóm photphat được gắn vào bazơ sẽ quyết định lượng năng lượng được lưu trữ trong phân tử.
