I nucleotidi sono tenuti insieme da due tipi di legami: legami fosfodiestere e legami a idrogeno. Il portale di formazione descrive i legami fosfodiestere come legami che collegano i nucleotidi in catene lineari. Secondo la Cambridge Physics, i legami idrogeno fungono da ponte che collega due file parallele di nucleotidi. Questa connessione aiuta nella formazione della distintiva struttura a doppia elica del DNA.
Wikipedia afferma che un nucleotide è costituito da uno zucchero a cinque carbonio, una base di azoto e uno o più gruppi fosfato. La porzione di zucchero a cinque atomi di carbonio di un nucleotide contiene due gruppi idrossilici liberi che sono altamente reattivi. Anche i gruppi fosfato sono reattivi e cercano un posto dove legare. Il portale di istruzione afferma che i legami fosfodiestere si formano tra un gruppo fosfato su un nucleotide e un gruppo idrossile libero su un nucleotide adiacente.
La base di azoto di ciascun nucleotide si allinea sempre lungo lo stesso lato della catena. Nel DNA, una seconda catena di nucleotidi corre parallela alla prima, ma il suo orientamento è capovolto di 180 gradi. Ciò consente alle basi di azoto di incontrarsi al centro della struttura del DNA. Wikipedia afferma che i legami idrogeno che tengono insieme i due filamenti di nucleotidi si formano solo tra coppie di basi. Le coppie di basi descrivono due diverse basi di azoto che si uniscono di norma.
