O tipo de ligação que mantém as bases de nitrogênio juntas é chamado de ligação de hidrogênio. As bases de nitrogênio ocorrem nos nucleotídeos, que são os blocos de construção químicos básicos que constituem a estrutura química do DNA.
Existem duas categorias de bases contendo nitrogênio (compostos em anel) encontradas no DNA. Eles são as purinas e pirimidinas. As purinas têm dois anéis e incluem guanina (G) e adenina (A). As pirimidinas são estruturas de um único anel e incluem a citosina (C) e a timina (T). As bases formam pares ligando-se a outra base complementar (as purinas formam pares com pirimidinas, G com C e A com T). A ligação formada entre as duas bases é chamada de ligação de hidrogênio, que é uma ligação fraca que ocorre em distâncias curtas e pode ser facilmente quebrada ou formada.