Os blocos de construção do DNA são chamados de nucleotídeos. Os nucleotídeos são compostos de um açúcar de cinco carbonos, uma base nitrogenada e um fosfato. A base nitrogenada pode ser adenina, citosina, guanina e timina, que costumam ser mostradas em modelos de DNA como as letras A, C, G e T.
As bases são divididas em dois grupos, as purinas e as pirimidinas. O grupo das purinas é formado pela adenina e pela guanina. Este grupo tem uma estrutura de anel duplo, o que torna muito fácil distingui-los do outro grupo. O grupo pirimidina é constituído pelas bases timina e citosina. Os açúcares e o fosfato constituem a espinha dorsal da dupla hélice do DNA, deixando as bases para essencialmente criar as etapas da escada do DNA. A forma como as bases se encaixam dentro da dupla hélice é muito específica. Uma adenina pode emparelhar apenas com uma timina e uma guanina apenas com uma citosina. Este estilo de emparelhamento específico mantém a largura de cada par igual. Os pares são mantidos juntos por ligações de hidrogênio fracas, que são facilmente quebradas quando o DNA é descompactado para tradução. Uma vez descompactado, o DNA pode ser reproduzido e as informações contidas nos pares de bases compartilhadas via mRNA, iniciando o processo de replicação do DNA.
