As bases pirimidinas do DNA são a citosina e a timina. Uma pirimidina se combina com uma purina para formar um degrau da dupla hélice do DNA. Os nucleotídeos, os blocos de construção do DNA, compreendem um grupo fosfato, um açúcar de cinco carbonos e uma purina ou uma pirimidina.
As purinas têm um anel duplo, enquanto as pirimidinas têm apenas um único anel. Cada estrutura de pirimidina é tão específica que se liga apenas a um tipo de purina. Para ilustrar, a citosina e a guanina formam um par, enquanto a timina forma um par com a adenina. As purinas não se emparelham e as pirimidinas não se emparelham. O emparelhamento de uma purina apenas com uma pirimidina é essencial porque mantém a largura da molécula de DNA consistente.