Los enlaces de hidrógeno mantienen unidas las cadenas de ADN. Las bases nitrogenadas se encuentran entre estas dos cadenas que se unen de una manera específica con diferentes tipos de enlaces de hidrógeno.
Una molécula de ADN está formada por la azúcar desoxirribosa, un grupo fosfato y pares de bases nitrogenadas complementarias. La doble hebra de la hélice consiste en la columna vertebral de azúcar-fosfato. Los pares de bases nitrogenadas, que están unidas por enlaces de hidrógeno que también mantienen unidas a las cadenas, están entre esta columna vertebral.
Sin embargo, las bases nitrogenadas, que son la adenina, la timina, la citosina y la guanina, se emparejan, de modo que la citosina solo se empareja con la guanina y la adenina se une a la timina. Hay tres enlaces de hidrógeno entre la guanina y la citosina, mientras que la adenina y la timina tienen dos enlaces de hidrógeno. De manera similar, la citosina y la timina se llaman pirimidinas, y la guanina y la adenina son las purinas.