În organismele eucariote, majoritatea ADN-ului se găsește în nucleul celulei sub forma unui lanț de cromozomi. Eucariotele au, de asemenea, ADN cromozomial suplimentar care se găsește în diferite organele celulare situate în exterior a nucleului, în principal în mitocondrii și cloroplaste.
Mitochondria conține numai o cantitate foarte limitată de ADN, care este aranjată în molecule mici, circulară. Aceste molecule de ADN mitocondrial conțin doar câteva gene mitocondriale, care sunt folosite pentru sinteza proteinelor. Toate organismele capabile să efectueze fotosinteza au, de asemenea, o cantitate mică de ADN în cloroplastele lor. Acest ADN poate proveni sub forma unei molecule circulare sau a unui lanț liniar. Ambele tipuri sunt de asemenea utilizate în anumite funcții de sinteză, la fel ca ADN-ul mitocondrial.
ADN-ul din cromozom vine sub forma a două fire care sunt unite într-o spirală dublă în formă de spirală. Fiecare catenă este formată din diferite nucleotide, fiecare dintre ele fiind formată, de asemenea, din mai multe părți separate. Fiecare nucleotidă constă dintr-o grupare fosfat, un zahăr și una din patru baze diferite de azot: adenină, guanină, citozină sau timină. Când aceste nucleotide se unesc împreună pentru a forma o catenă de ADN, ordinea bazelor specifice de azot determină ce gene sunt exprimate.
