I nucleotidi sono le sottounità che costituiscono il DNA e sono costituiti da sottounità ancora più piccole. Le differenze tra queste sottounità danno origine a coppie di basi uniche che registrano informazioni genetiche e make up genes.
Un singolo nucleotide è costituito da una colonna di zucchero, una nucleobase contenente azoto e un gruppo fosfato collegato allo zucchero. Lo zucchero contiene sempre cinque atomi di carbonio. Nel DNA, lo zucchero è un pentoso chiamato desossiribosio, mentre nell'RNA è un pentoso chiamato ribosio. I lati verticali della spirale del DNA sono costituiti da lunghe catene di questi zuccheri, attaccati end-to-end. I nucleobasi compongono i pioli.
Nel DNA, le nucleobasi sono adenina, guanina, citosina e timina. Ogni nucleotide contiene una singola nucleobase che può essere una di queste quattro. I nucleotidi, con le loro diverse basi, si abbinano sempre in coppia: adenina con timina e guanina con citosina.