In eukaryotischen Organismen befindet sich der Großteil der DNA im Zellkern in Form einer Chromosomenkette. Eukaryoten haben auch zusätzliche chromosomale DNA, die sich in verschiedenen Zellorganellen außerhalb befindet des Zellkerns, hauptsächlich in den Mitochondrien und Chloroplasten.
Die Mitochondrien enthalten nur eine sehr begrenzte Menge an DNA, die in kleinen, kreisförmigen Molekülen angeordnet ist. Diese Moleküle der mitochondrialen DNA enthalten nur wenige mitochondriale Gene, die zur Synthese von Proteinen verwendet werden. Alle Organismen, die Photosynthese betreiben können, haben auch eine kleine Menge DNA in ihren Chloroplasten. Diese DNA kann entweder in Form eines kreisförmigen Moleküls oder einer linearen Kette vorliegen. Beide Typen werden auch in bestimmten Synthesefunktionen verwendet, ebenso wie die mitochondriale DNA.
Die DNA im Chromosom liegt in Form von zwei Strängen vor, die in einer spiralförmigen Doppelhelix miteinander verbunden sind. Jeder Strang besteht aus verschiedenen Nukleotiden, von denen jedes auch aus mehreren separaten Teilen besteht. Die Nukleotide bestehen jeweils aus einer Phosphatgruppe, einem Zucker und einer von vier verschiedenen Stickstoffbasen: Adenin, Guanin, Cytosin oder Thymin. Wenn sich diese Nukleotide zu einem DNA-Strang verbinden, bestimmt die Reihenfolge der spezifischen Stickstoffbasen, welche Gene exprimiert werden.
