Les liaisons hydrogène maintiennent les brins d'ADN ensemble. Les bases azotées se trouvent entre ces deux brins qui se lient d'une manière spécifique avec différents types de liaisons hydrogène.
Une molécule d'ADN est constituée du sucre désoxyribose, d'un groupe phosphate et de paires de bases azotées complémentaires. Le double brin de l'hélice est constitué du squelette sucre-phosphate. Les paires de bases azotées, qui sont liées par des liaisons hydrogène qui maintiennent également les brins ensemble, se trouvent entre ce squelette.
Cependant, les bases azotées, qui sont l'adénine, la thymine, la cytosine et la guanine, s'apparient de sorte que la cytosine ne s'apparie qu'avec la guanine et l'adénine se lie avec la thymine. Il existe trois liaisons hydrogène entre la guanine et la cytosine, tandis que l'adénine et la thymine ont deux liaisons hydrogène. De même, la cytosine et la thymine sont appelées pyrimidines, et la guanine et l'adénine sont les purines.