Los peldaños de la escalera de ADN están hechos de pares de bases nitrogenadas complementarias. El ADN contiene cuatro bases nitrogenadas diferentes: adenina, timina, citosina y guanina. Las bases nitrogenadas se dividen en las purinas y las pirimidinas; cada renglón de la molécula de ADN contiene una purina y una pirimidina unidas entre sí.
Las purinas son adenina y guanina; Las pirimidinas son timina y citosina. Las purinas son más grandes que las pirimidinas; por lo tanto, solo uno de cada uno puede caber en un peldaño. Las reglas del emparejamiento de bases dictan que los pares de adenina con timina y los enlaces de guanina con citosina.
Los lados de la escalera de ADN contienen moléculas alternas de azúcar y fosfato. Las bases nitrogenadas están unidas a los lados de la escalera a través de un átomo de carbono en la molécula de azúcar. El complejo que contiene una base nitrogenada unida a una molécula de azúcar se llama nucleósido. El complejo resultante de la unión de la molécula de azúcar, la molécula de fosfato y la base nitrogenada se denomina nucleótido. Repetir subunidades de nucleótidos forman cada lado de la molécula de ADN.