Les deux molécules formant les côtés de l'échelle de l'ADN sont les phosphates et un sucre appelé désoxyribose. Le désoxyribose se lie au groupe phosphate par une liaison appelée liaison phosphodiester.
Les groupes phosphate alternent avec le désoxyribose pour former les côtés de l'échelle de l'ADN. Les groupes phosphate sont également appelés phosphates inorganiques. Les groupes phosphate comprennent un atome de phosphore lié à quatre atomes d'oxygène. L'un des atomes d'oxygène sur le phosphate forme une liaison avec l'un des carbones sur le désoxyribose. Le désoxyribose et le sucre ribose étroitement lié des molécules d'ARN sont appelés sucres pentose car ils contiennent chacun un cycle à cinq atomes de carbone.
Les barreaux de l'ADN sont constitués de bases contenant de l'azote. Ces « échelons » se connectent aux portions de désoxyribose des côtés de la molécule d'ADN. Le groupe phosphate, le désoxyribose et une base forment ensemble un nucléotide.
