Os ácidos nucléicos são formados por três componentes: um fosfato, um açúcar e uma base nitrogenada. Os blocos de construção específicos do DNA e do RNA são ligeiramente diferentes, mas se enquadram nas mesmas três categorias.
A estrutura de um ácido nucleico é a estrutura açúcar-fosfato. Como o nome sugere, essa estrutura é uma cadeia de moléculas de açúcar e fosfato ligadas que dão ao ácido nucléico um "esqueleto". Cada unidade individual de ácido nucléico, chamada de nucleotídeo, contém uma molécula de açúcar e uma molécula de fosfato que se ligam aos açúcares e fosfatos em outros nucleotídeos para criar uma cadeia na qual açúcares e fosfatos se alternam. Ribose é o açúcar presente no RNA e desoxirribose é o açúcar presente no DNA.
A outra parte de cada nucleotídeo é uma base nitrogenada ligada à molécula de açúcar. As bases nitrogenadas servem como unidades de informação nos ácidos nucléicos. Existem cinco bases nitrogenadas diferentes, e seu arranjo em uma cadeia de DNA ou RNA armazena informações exatamente como um arranjo de letras forma uma palavra. As bases nitrogenadas usadas no DNA são adenina, timina, citosina e guanina. As fitas de RNA contêm uracila em vez de timina, mas as outras três bases são as mesmas.