Les éléments constitutifs de l'ADN sont appelés nucléotides. Les nucléotides sont constitués d'un sucre à cinq carbones, d'une base azotée et d'un phosphate. La base azotée peut être l'adénine, la cytosine, la guanine et la thymine, qui sont souvent représentées sur les modèles d'ADN par les lettres A, C, G et T.
Les bases sont décomposées en deux groupes, les purines et les pyrimidines. Le groupe des purines est composé de l'adénine et de la guanine. Ce groupe a une structure en double anneau, ce qui les rend très faciles à distinguer de l'autre groupe. Le groupe pyrimidine est constitué des bases thymine et cytosine. Les sucres et le phosphate constituent l'épine dorsale de l'ADN en double hélice, laissant les bases créer essentiellement des étapes de l'échelle de l'ADN. La façon dont les bases s'emboîtent à l'intérieur de la double hélice est très spécifique. Une adénine ne peut s'apparier qu'avec une thymine et une guanine qu'avec une cytosine. Ce style d'appariement spécifique maintient la largeur de chaque paire la même. Les paires sont maintenues ensemble par de faibles liaisons hydrogène, qui sont facilement rompues lorsque l'ADN est décompressé pour la traduction. Une fois décompressé, l'ADN peut être reproduit et les informations contenues dans les paires de bases partagées via l'ARNm, commençant le processus de réplication de l'ADN.
