I componenti essenziali di un nucleotide sono un pentoso (cinque di zucchero di carbonio), una base azotata e da uno a tre gruppi di fosfati. Le combinazioni di possibili pentosi, basi e gruppi fosfato creano diversi nucleotidi diversi.
In natura, due diversi dorsali di zucchero sono presenti negli acidi nucleici. Il desossiribosio è presente nel DNA e il ribosio è presente nell'RNA. L'unica differenza tra questi due zuccheri è che il desossiribosio ha due idrogeni legati al suo carbonio 2 'invece di un idrogeno e un gruppo ossidrile come nel ribosio. Le diverse basi azotate sono quelle a cui si fa riferimento con le lettere tipicamente pensate come il codice genetico. Questi stanno per adenina, timina, uracile, guanina e citosina. Queste molecole sono tutte strutture a uno o due anelli che contengono atomi di azoto. Infine, il numero di gruppi fosfato collegati alla base determina la quantità di energia immagazzinata nella molecola.
