Các bậc của thang DNA được tạo ra từ các cặp bazơ nitơ bổ sung. DNA chứa bốn bazơ nitơ khác nhau: adenine, thymine, cytosine và guanine. Các bazơ nitơ được chia thành các purin và pyrimidin; mỗi bậc của phân tử DNA chứa một purine và một pyrimidine liên kết với nhau.
Các nhân purin là adenin và guanin; các pyrimidine là thymine và cytosine. Các nhân purin lớn hơn các pyrimidin; do đó, chỉ một trong số mỗi cái có thể vừa vặn trên một nấc thang. Quy tắc ghép đôi bazơ quy định rằng adenin kết hợp với thymine và liên kết guanin với cytosine.
Các cạnh của bậc thang DNA chứa các phân tử đường và phốt phát xen kẽ. Các bazơ nitơ được gắn vào các cạnh của bậc thang thông qua một nguyên tử cacbon trên phân tử đường. Phức hợp chứa bazơ nitơ gắn với phân tử đường được gọi là nucleoside. Phức hợp tạo ra từ liên kết của phân tử đường, phân tử photphat và bazơ nitơ được gọi là nucleotit. Các tiểu đơn vị nucleotide lặp lại tạo nên mỗi bên của phân tử DNA.
