Kwasy DNA zbudowane są najczęściej z dwóch łańcuchów polinukleotydowych, skręconych spiralnie wokół osi. W takiej cząsteczce, zasady azotowe skierowane są do środka podwójnej spirali, na zewnątrz zaś znajduje się szkielet utworzony z cukru - dezoksyrybozy, której cząsteczki połączone są resztami kwasu fosforowego. Na jeden skręt spirali przypada około 10 nukleotydów. Dalsze badania pozwoliły na stwierdzenie, że naprzeciw siebie w każdej z nitek podwójnej spirali DNA znajdują się zawsze zasada purynowa i pirymidynowa, to znaczy adenina (A) leży naprzeciw tyminy (T), natomiast guanina (G) naprzeciw cytozyny (C). Nici polinukleotydowe DNA utrzymywane są dzięki wiązaniom wodorowym (tak zwanymi mostkami wodorowymi) pomiędzy poszczególnymi parami zasad  Pomiędzy T a A tworzą się dwa, natomiast pomiędzy C a G - trzy mostki wodorowe. W przyrodzie DNA występuje w postaci kolistej - w mitochondriach i chloroplastach organizmów eukariotycznych, w komórkach bakterii i sinic (genofor tych organizmów). Druga postać DNA to układ liniowy - w jądrach komórek eukariotycznych. DNA występuje również poza nukleoplazmą , jako tak zwany satelitarny DNA, w jąderku. Ten rodzaj DNA zawiera nukleotydy, które są komplementarne do rybosomalnego RNA.