Nucleotídeos são as subunidades que compõem o DNA e são compostas de subunidades ainda menores. As diferenças entre essas subunidades resultam em pares de base únicos que registram informações genéticas e criar genes.
Um nucleotídeo individual consiste em uma coluna de açúcar, uma nucleobase contendo nitrogênio e um grupo fosfato ligado ao açúcar. O açúcar sempre contém cinco átomos de carbono. No DNA, o açúcar é uma pentose chamada desoxirribose, enquanto no RNA é uma pentose chamada ribose. Os lados verticais da espiral do DNA são formados por longas cadeias desses açúcares, unidas de ponta a ponta. As nucleobases constituem os degraus.
No DNA, as nucleobases são adenina, guanina, citosina e timina. Cada nucleotídeo contém uma única nucleobase que pode ser qualquer uma dessas quatro. Os nucleotídeos, com suas diferentes nucleobases, sempre se combinam aos pares: adenina com timina e guanina com citosina.