DNA是生物學世界中兩個所謂的核酸之一，并且比其同核糖核酸。核酸由稱為核苷酸的單元的聚合物組成。每個核苷酸由一個五碳糖，一個磷酸基團和四個富氮堿基之一組成。在DNA中，糖是脫氧核糖，而在RNA中，糖是核糖。而且，盡管DNA核苷酸包含腺嘌呤，胞嘧啶，鳥嘌呤和胸腺嘧啶的四個堿基之一，但是在RNA中，尿嘧啶代替了胸腺嘧啶。 DNA是雙鏈的，兩條鏈在每個核苷酸處都被含氮堿基鍵合。腺嘌呤（A）與僅與胸腺嘧啶（T）配對，而胞嘧啶（C）與僅與鳥嘌呤（G）配對。 DNA分子之間的差異是造成人與人之間遺傳變異的原因，而這些差異是由于每個核苷都可以具有四個堿基之一的事實，從而使長分子中的組合幾乎不受限制。
一串三個堿基（或就目前的目的而言，等效為三個核苷酸）被稱為三聯密碼子。這是因為每個三堿基序列均帶有用于制造單個氨基酸的“代碼”，而氨基酸是蛋白質的組成部分。因此，A-G-C是一個密碼子，A-G-T是另一個密碼子，依此類推，由全部四個不同堿基組成的所有64種可能的三堿基密碼子（43 = 64）。人類中總共有20種氨基酸可用于制造蛋白質，因此64個三重態密碼子綽綽有余，實際上，某些氨基酸是由兩個甚至三個不同的密碼子組成的。
信息被編碼在DNA產生的RNA中，發生在細胞核中，稱為轉錄，而由RNA產生蛋白質的過程稱為翻譯，發生在新轉錄的RNA移出細胞核后在細胞質中發生。