As ligações de hidrogênio mantêm as fitas de DNA juntas. As bases do nitrogênio estão entre essas duas fitas que se ligam de uma maneira específica com diferentes tipos de ligações de hidrogênio.
Uma molécula de DNA é composta de açúcar desoxirribose, um grupo fosfato e pares de bases nitrogenadas complementares. A fita dupla da hélice consiste na estrutura de açúcar-fosfato. Os pares de bases nitrogenadas, que estão ligados por ligações de hidrogênio que também mantêm os fios juntos, estão entre este backbone.
No entanto, as bases nitrogenadas, que são adenina, timina, citosina e guanina, emparelham-se de modo que a citosina emparelha apenas com a guanina e a adenina se liga à timina. Existem três ligações de hidrogênio entre a guanina e a citosina, enquanto a adenina e a timina têm duas ligações de hidrogênio. Da mesma forma, citosina e timina são chamadas de pirimidinas, e guanina e adenina são purinas.