RNA jest zwykle jednoniciowy. DNA występuje w postaci dwóch splecionych wzajemnie antyrównoległych nici. Nici łączą się ze sobą wiązaniami wodorowymi wytworzonymi między parami komplementarnych zasad: tymina-adenina (dwa wiązania wodorowe) oraz cytozyna-guanina (trzy wiązania wodorowe). Liczba zasad adeninowych jest równa liczbie zasad tyminowych, a liczba zasad guaninowych równa jest liczbie zasad cytozynowych w cząsteczce DNA.
Zjawisko zwane komplementarnością zasad m.in. umożliwia wierną replikację materiału genetycznego.
Strukturę DNA rozwiązali w 1953 roku J. Watson i F. Crick. Posługując się danymi doświadczalnymi wywnioskowali, że DNA tworzy dwuniciową helisę. Zręb każdej nici stanowi szkielet cukrowo-fosforanowy, a pary zasad ukryte są wewnątrz nici. Za swoje odkrycie w 1962 roku wraz z M. Wilkinsem otrzymali Nagrodę Nobla.
