Los ácidos nucleicos se componen de tres componentes: un fosfato, un azúcar y una base nitrogenada. Los componentes básicos específicos del ADN y el ARN son ligeramente diferentes, pero se clasifican en las mismas tres categorías.
El marco de un ácido nucleico es la columna vertebral de azúcar-fosfato. Como su nombre indica, esta estructura es una cadena de moléculas de azúcar y fosfato enlazadas que le dan al ácido nucleico un "esqueleto". Cada unidad individual de ácido nucleico, llamada nucleótido, contiene una molécula de azúcar y una molécula de fosfato que se unen a los azúcares y fosfatos en otros nucleótidos para crear una cadena en la cual los azúcares y los fosfatos se alternan. La ribosa es el azúcar presente en el ARN, y la desoxirribosa es el azúcar presente en el ADN.
La otra parte de cada nucleótido es una base nitrogenada unida a la molécula de azúcar. Las bases nitrogenadas sirven como unidades de información en los ácidos nucleicos. Hay cinco bases nitrogenadas diferentes, y su disposición en una cadena de ADN o ARN almacena información tal como un arreglo de letras forma una palabra. Las bases nitrogenadas utilizadas en el ADN son adenina, timina, citosina y guanina. Las cadenas de ARN contienen uracilo en lugar de timina, pero las otras tres bases son las mismas.