I nucleotidi sono di quattro tipi diversi, formati da tre parti: una molecola di acido fosforico, una molecola di desossiribosio e una base azotata, che rende un nucleotide diverso dagli altri. Le basi azotate sono quattro: adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) e si legano tra loro due a due.
I quattro nucleotidi possono essere ordinati in molte maniere diverse per formare le catene del DNA: questo rende possibile la creazione di varie formule e funzioni con un alfabeto di sole quattro lettere: la varietà dei viventi.
La molecola del DNA è formata da lunghi filamenti, ai quali corrispondono catene di nucleotidi, che si attorcigliano creando una doppia elica. Lungo ciascun "montante" si alternano molecole di acido fosforico e di desossiribosio, mentre i "gradini" sono formati dall'unione di base azotata di un filamento con la base azotata dell'altro.
Le base azotate si appaiano sempre in soli due modi possibili: A e T, G e C. Le basi che formano tra loro dei legami sono dette complementari.