Un singolo nucleotide è costituito da una base, uno zucchero a cinque-carbonio e un gruppo fosfato, costituito da fosforo e ossigeno. La base è costituita da adenina, timina, guanina o citosina, mentre lo zucchero è ribosio o desossiribosio.
I nucleotidi sono molecole organiche che costituiscono le unità di base delle molecole di DNA e RNA. I nucleotidi trasportano energia all'interno delle cellule e sono importanti nel metabolismo e nella segnalazione cellulare. La combinazione di una base e uno zucchero è un nucleoside. In biologia, il termine nucleotide si riferisce più spesso a un monofosfato nucleosidico. Tuttavia, un nucleoside difosfato o un nucleoside trifosfato può anche essere considerato un nucleotide.