DNA（脱氧核糖核酸）是一种核酸，由许多核苷酸堆积而成。核苷酸含有磷酸基团（PO4）、糖（脱氧核糖）和碱基；这个碱基如果不是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T），或鸟嘌呤（G），就是胞嘧啶（C）。这个基本结构在双螺旋结构（2条核苷酸链以碱基相连，组成双螺旋结构）中反复出现。碱基对间的连接只有腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T），与鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）两种情况存在；碱基的结构不允许其他连接形式。双螺旋结构极为著名，它就像是一个拧来拧去的梯子。1962年的诺贝尔生理学或医学奖颁发给了詹姆斯·杜威·沃森（James Watson）、弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和莫里斯·威尔金斯（Maurice Wilkins,1916—2004）三人，以嘉奖他们明确了DNA的分子结构。

RNA（核糖核酸）也是一种核酸，但这种核酸只有一条单链；而且糖是核糖，不是脱氧核糖。除胸腺嘧啶（T）外，RNA的所有碱基都与DNA的碱基相同。RNA中代替胸腺嘧啶的碱基是尿嘧啶（U），尿嘧啶（U）只与腺嘌呤（A）相连。