Hai chuỗi polynucleotit bao gồm mỗi phân tử axit deoxyribonucleic, hoặc DNA, được giữ với nhau bằng hai lực: liên kết hydro và lực thủy tĩnh. Liên kết hydro hình thành giữa các cặp bazơ bổ sung, trong khi lực thủy tĩnh xác định sự định hướng của xương sống photphat ưa nước so với các cặp bazơ kỵ nước hơn.
Mỗi chuỗi polynucleotide bao gồm một xương sống phốt phát tích điện âm kết nối chuỗi các cặp bazơ. Các cặp bazơ là các vòng hữu cơ không phân cực, phẳng, có chứa các nhóm amoniac và oxy khác nhau. Các phân tử nước phân cực tự nhiên hình thành liên kết hydro với các phân tử tích điện khác. Khi hòa tan trong nước, các chuỗi DNA tự định hướng tự nhiên để các xương sống photphat ưa nước hơn hướng ra ngoài, tạo thành cấu trúc hình xoắn, với nhiều cặp bazơ kỵ nước xếp chồng lên nhau bên trong chuỗi xoắn. Khi trình tự bổ sung của các cặp bazơ trên các sợi DNA đối lập được xếp thẳng hàng, liên kết hydro hình thành giữa các nguyên tử hydro tích điện dương và nguyên tử oxy tích điện âm trong cấu trúc của các cặp bazơ. Các liên kết hydro này bổ sung thêm độ ổn định cho chuỗi xoắn kép DNA.
