Os componentes essenciais de um nucleotídeo são uma pentose (açúcar de cinco carbonos), uma base nitrogenada e um a três grupos fosfato. As combinações de possíveis pentoses, bases e grupos fosfato criam vários nucleotídeos diferentes.
Na natureza, duas estruturas de açúcar diferentes estão presentes nos ácidos nucléicos. A desoxirribose está presente no DNA, e a ribose está presente no RNA. A única diferença entre esses dois açúcares é que a desoxirribose tem dois hidrogênios ligados ao seu carbono 2 'em vez de um hidrogênio e um grupo hidroxila como na ribose. As diferentes bases nitrogenadas são chamadas pelas letras normalmente chamadas de código genético. Estes representam adenina, timina, uracila, guanina e citosina. Essas moléculas são todas estruturas de um ou dois anéis que contêm átomos de nitrogênio. Finalmente, o número de grupos fosfato ligados à base determina quanta energia é armazenada na molécula.
