Les marches, ou barreaux, de l'échelle d'ADN sont constituées de deux bases reliées entre elles par deux ou trois liaisons hydrogène faibles. Les rails de l'échelle sont constitués d'une alternance de sucre et de phosphate molécules. Les barreaux sont constitués de deux bases entre les molécules de sucre.
Les éléments de base de l'ADN sont appelés nucléotides. Les nucléotides sont constitués d'une molécule de sucre, d'une molécule de phosphate et d'une des quatre bases différentes. Les bases puriques sont l'adénine et la guanine, et les bases pyrimidiques sont la thymine et la cytosine. Les nucléotides de l'ADN s'alignent avec un phosphate et une molécule de sucre, formant la main courante de l'échelle.