As três unidades que compõem um nucleotídeo são fosfatos, um açúcar de cinco carbonos e uma base de nucleotídeo. Cinco bases de nucleotídeo formam os nucleotídeos: adenina, timina, guanina, citosina e uracila.
Os nucleotídeos são os blocos de construção dos ácidos nucléicos, a saber, ácido desoxirribonucléico, ou DNA, e ácido ribonucléico, ou RNA. Três grupos de fosfato, desoxirribose ou açúcar ribose e uma das bases de nucleotídeo formam um nucleotídeo; entretanto, quando os nucleotídeos se juntam para formar ácidos nucleicos, dois dos grupos fosfato são eliminados, deixando um único grupo fosfato. Um grupo fosfato é formado por um único átomo de fósforo ligado a átomos de oxigênio.
O grupo fosfato está ligado ao açúcar, e o açúcar está ligado à base do nucleotídeo. O RNA consiste nas bases adenina, uracila, guanina e citosina; O DNA contém as bases adenina, timina, guanina e citosina.