Các bậc của thang DNA bao gồm bốn bazơ nitơ: adenine, thymine, cytosine và guanine. Mỗi bậc của bậc thang bao gồm hai trong số các bazơ nitơ được liên kết với nhau bằng các liên kết hydro.
Sợi DNA là một chuỗi xoắn kép được hình thành do tương tác sinh hóa của các đơn vị cơ sở của nó. Cấu trúc của DNA luôn giống nhau. Các bazơ nitơ (adenin, thymine, cytosine và guanin) tạo thành các cặp tạo nên các bậc của thang. Các cơ sở này thường chỉ được gọi bằng các chữ cái đầu tiên của chúng ("A," "T," "C" và "G").
Adenine và guanine là các gốc purine. Chúng có cấu trúc phân tử vòng kép. Ngược lại, thymine và cytosine là các gốc pyrimidine. Chúng có cấu trúc phân tử vòng đơn. Sự khác biệt giữa dạng vòng đơn và vòng kép góp phần vào cấu trúc xoắn của sợi DNA. Các bazơ luôn liên kết với nhau theo cùng một cấu hình: adenin với thymine và cytosine với guanin. Các nucleotide này được liên kết bằng hai hoặc ba liên kết hydro yếu.
Một cách thông minh để ghi nhớ các cặp bazơ nitơ của chuỗi DNA là ghi nhớ "A yêu T" và "C yêu G". Các phân tử này luôn liên kết theo cách này để tạo thành các bậc của thang DNA.