DNA je polymér, čiže molekula zložená z mnohých jednotiek zvaných monoméry. Monoméry DNA sa nazývajú deoxyribonukleotidy, niekedy sa požíva aj názov nukleotidy, čo je súhrnný názov pre monoméry DNA – deoxyribonukleotidy a monoméry RNA – ribonukleotidy. Do polynukleotidového reťazca sú deoxyribonukleotidy spojené esterovou (fosfodiesterovou) väzbou. Deoxyribonukleotid tvorí
Dusíkatých báz je známych niekoľko, v DNA sa však uplatňujú len štyri: adenín (skratka A), tymín (T), guanín (G) a cytozín (C).
Keďže kyselina fosforečná a deoxyribóza sú spoločné zložky pre všetky nukleotidy, jednotlivé nukleotidy sa od seba odlišujú len bázou. Práve bázy sú zodpovedné za kľúčovú schopnosť DNA zaznamenávať a prenášať genetickú informáciu. Deoxyribózová a kyselinová zložka slúžia na to, aby držali bázy vo vhodných polohách a vzdialenostiach. Tieto dve zložky tvoria takzvanú pentózafosfátovú kostru DNA.
Poradie nukleotidov – sekvencia DNA – sa udáva vždy pre jedno z dvoch vlákien vypísaním jednotlivých nukleotidov od 5' konca k 3' koncu. Každý nukleotid sa označuje jednopísmenovou skratkou dusíkatej bázy, ktorú obsahuje.
Veľkosť genómu jednotlivých organizmov alebo organel sa udáva počtom bázových párov (skratka bp), ktoré obsahuje ich DNA.