Los nucleótidos son las subunidades que componen el ADN y están formadas por subunidades aún más pequeñas. Las diferencias entre estas subunidades dan como resultado los pares de bases únicos que registran información genética inventan genes.
Un nucleótido individual consiste en una espina de azúcar, una nucleobase que contiene nitrógeno y un grupo fosfato unido al azúcar. El azúcar siempre contiene cinco átomos de carbono. En el ADN, el azúcar es una pentosa llamada desoxirribosa, mientras que en el ARN, es una pentosa llamada ribosa. Los lados verticales de la espiral de ADN están formados por largas cadenas de estos azúcares, unidas de extremo a extremo. Las nucleobases forman los peldaños.
En el ADN, las nucleobases son adenina, guanina, citosina y timina. Cada nucleótido contiene un solo nucleobase que puede ser cualquiera de esos cuatro. Los nucleótidos, con sus diferentes nucleobases, siempre coinciden en pares: adenina con timina y guanina con citosina.