Les barreaux de l'échelle de l'ADN sont constitués de paires de bases azotées complémentaires. L'ADN contient quatre bases azotées différentes : l'adénine, la thymine, la cytosine et la guanine. Les bases azotées se répartissent en purines et en pyrimidines ; chaque barreau de la molécule d'ADN contient une purine et une pyrimidine liées ensemble.
Les purines sont l'adénine et la guanine ; les pyrimidines sont la thymine et la cytosine. Les purines sont plus grosses que les pyrimidines ; par conséquent, un seul de chacun peut tenir sur un échelon. Les règles de l'appariement des bases dictent que l'adénine s'apparie avec la thymine et que la guanine se lie à la cytosine.
Les côtés de l'échelle d'ADN contiennent une alternance de molécules de sucre et de phosphate. Les bases azotées sont attachées aux côtés de l'échelle par un atome de carbone sur la molécule de sucre. Le complexe contenant une base azotée attachée à une molécule de sucre est appelé nucléoside. Le complexe résultant de la liaison de la molécule de sucre, de la molécule de phosphate et de la base azotée est appelé nucléotide. Des sous-unités nucléotidiques répétitives constituent chaque côté de la molécule d'ADN.
