DNA khác với RNA về cả cấu trúc và chức năng. Hai phân tử có nhiều loại đường khác nhau, khác nhau về loại bazơ nitơ trong mỗi phân tử, được tìm thấy ở những nơi khác nhau và làm những việc khác nhau trong tế bào.
Trước hết, DNA và RNA không có cùng một loại đường trong xương sống của chúng; DNA chứa deoxyribose, chứa ít nguyên tử oxy hơn ribose, là đường trong RNA. Đối với bazơ nitơ, DNA chứa adenine, guanine, cytosine và thymine; RNA bao gồm adenin, guanin, cytosine và uracil. Cấu trúc tổng thể của hai phân tử cũng khác nhau: DNA có hai sợi, trong khi RNA chỉ chứa một sợi.
DNA sống trong nhân tế bào và không thể đi qua màng nhân, ngược lại RNA ra vào nhân dễ dàng. DNA chứa các kế hoạch tạo ra protein; tuy nhiên, vì nó không thể rời khỏi nhân, một bản sao RNA được tạo ra từ khuôn mẫu DNA và bản sao RNA này, được gọi là RNA thông tin, rời khỏi nhân.
Một số loại RNA thực hiện các chức năng khác nhau trong tế bào. RNA sứ giả di chuyển đến các cấu trúc được gọi là ribosome. Trong ribosome, một loại RNA khác, RNA vận chuyển, mang các axit amin khác nhau tạo nên protein đến ribosome. RNA thông tin cung cấp mã để RNA vận chuyển có thể mang axit amin chính xác để kết nối với chuỗi protein đang phát triển. RNA ribosome tạo nên một phần cấu trúc của ribosome. Tuy nhiên, DNA chỉ bao gồm một loại.
