Nucleotidele sunt subunitățile care alcătuiesc ADN-ul și sunt alcătuite din subunități și mai mici. Diferențele dintre aceste subunități conduc la perechi de baze unice care înregistrează informații genetice și alcătuiesc gene.
O nucleotidă individuală constă dintr-o coloană de zahăr, o nucleobază care conține azot și o grupare fosfat atașată la zahăr. Zaharul conține întotdeauna cinci atomi de carbon. În ADN, zahărul este o pentoză numită deoxiriboză, în timp ce în ARN, este o pentoză numită riboză. Liniile verticale ale spirului ADN sunt alcătuite din lanțuri lungi ale acestor zaharuri, atașate de la capăt la capăt. Nucleobazele alcătuiesc treptele.
În ADN, nucleobazele sunt adenină, guanină, citozină și timină. Fiecare nucleotidă conține o singură nucleoză care poate fi oricare dintre cele patru. Nucleotidele, cu nucleobazele lor diferite, se potrivesc mereu în perechi: adenina cu timină și guanină cu citozină.