Les paires de bases sont maintenues ensemble par des liaisons hydrogène. Selon les nucléotides qui composent la paire de bases, il existe deux ou trois liaisons hydrogène. Les liaisons hydrogène ne sont pas réellement des liaisons, mais des forces d'attraction importantes entre les atomes d'hydrogène chargés positivement d'une molécule et un atome chargé négativement d'une autre molécule.
Toutes les paires de bases d'ADN sont constituées de deux nucléotides. Il y a quatre nucléotides possibles pour chaque tache dans une paire, ce qui signifie qu'il y a 10 combinaisons possibles pour une paire au total. Les quatre nucléotides sont l'adénine, la cytosine, la thymine et la guanine, qui sont généralement représentés par les lettres A, C, T et G, respectivement.