Basenpaarung ist die spezifische Bindung komplementärer Nukleotidbasen aneinander in einer Nukleinsäure. Bei der Basenpaarung bindet ein Purin an ein Pyrimidin; Insbesondere bildet Guanin eine Bindung mit Cytosin und Adenin bindet entweder an Thymin oder Uracil, je nach Art der beteiligten Nukleinsäure.
Die Basenpaarung ist so spezifisch, dass, wenn ein DNA-Strang bekannt ist, der andere Strang rekonstruiert werden kann. Dieser Prozess bildet die Grundlage für die DNA-Replikation und die Transkription von Boten-RNA.
Die Genauigkeit der Basenpaarung hängt von der Größe der Basen ab. Zwei Purine passen nicht auf eine Sprosse und zwei Pyrimidine sind nicht lang genug, um eine Sprosse eines Nukleinsäuremoleküls zu überspannen. Dieses Konzept wird Chargaffs Regel der DNA-Basenpaarung genannt. Diese Regel erklärt auch, warum in einem DNA-Molekül die Menge an Adenin und Thymin und die Menge an Cytosin und Guanin gleich sind.