Nukleotide sind die Untereinheiten, aus denen die DNA besteht, und bestehen aus noch kleineren Untereinheiten. Die Unterschiede zwischen diesen Untereinheiten führen zu den einzigartigen Basenpaaren, die genetische Informationen aufzeichnen und Gene ausmachen.
Ein einzelnes Nukleotid besteht aus einem Zuckerstachel, einer Stickstoff enthaltenden Nukleobase und einer an den Zucker gebundenen Phosphatgruppe. Der Zucker enthält immer fünf Kohlenstoffatome. In der DNA ist der Zucker eine Pentose namens Desoxyribose, während es in der RNA eine Pentose namens Ribose ist. Die vertikalen Seiten der DNA-Spirale bestehen aus langen Ketten dieser Zucker, die Ende an Ende befestigt sind. Die Nukleobasen bilden die Sprossen.
In der DNA sind die Nukleobasen Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin. Jedes Nukleotid enthält eine einzelne Nukleobase, die eine dieser vier sein kann. Die Nukleotide mit ihren unterschiedlichen Nukleobasen stimmen immer paarweise überein: Adenin mit Thymin und Guanin mit Cytosin.