Walaupun kadangkala dikenali sebagai "molekul warisan", perca DNA sebagaimana dikenali oleh orang ramai bukannya satu molekul. Sebaliknya DNA adalah sepasang molekul yang berpaut seperti sulur paut untuk membentuk heliks berkembar.

Setiap molekul merupakan seurat DNA: rantaian nukleotida yang bersambung secara kimia, setiap satunya mengandungi gula, fosfat dan satu dari empat jenis aromatik berasaskan Nitrogen (Nitrogenous base). Oleh kerana utasan DNA terdiri daripada sub-unit nukleotida, DNA adalah polimer.

Kepelbagaian asas bererti terdapat empat jenis nukleotida, yang biasanya dikenali dengan asas mereka. Ini adalah adenina (A), tiamina (T), sitosina (C), and guanina (G).

Dalam heliks DNA berkembar, dua rantaian polinukleotida bergabung melalui pasangan bes, yang terdiri daripada ikatan hidrogen. Setiap asas cenderung untuk membentuk ikatan hidrogen hanya dengan pasangannya. -- A kepada T dan C kepada G -- jadi pengenalpastian pada asas satu untaian menentukan asas pada untaian pasangan. Oleh itu keseluruhan urutan utama nukleotida bagi setiap untaian menurut kepada yang lain, dan apabila dipisahkan, setiap satu mampu bertindak sebagai acuan kepada mana salinan kepada yang asal yang lengkap dapat disalin dengan sempurna.

Oleh kerana berpasangan, ia menyebabkan asas nukleotida untuk menghadap teras heliks, kumpulan nukleotida gula dan fosfat selari di luar, dan dua rantaian yang dibentuk kadang kala dipanggil tulang belakang heliks. Malah, ikatan kimia antara fosfat dan gula yang mengikat setiap nukleotida kepada untaian DNA seterusnya.

Setiap nukleotida terdiri daripada gula, bes dan fosfat. Ikatan antara sitosina dan guanina berupa dua rantai hidrogen, sedangkan untuk adenina dan tiamina hanya berupa satu ikatan rantai hiodrogen. Rantai DNA yang satu merupakan komplemen bagi rantai yang lainnya dengan arah 5'-3' dan 3'-5'. DNA dapat bereplikasi, ada 3 model replikasi DNA iaitu konservatif, semi konservatif, dan dispersiv, tetapi yang sering dipakai adalah yang model semi konservativ. Struktur DNA pada eukariot berbentuk linier sedangkan pada prokariot berbentuk sirkuler. Kerana rantai DNA sangat panjang maka nanti akan mengalami pengepakan dengan bantuan protein histon. Kedudukan DNA diantara kromosom adalah sebagai berikut : kromosom menipis menjadi benang kromatin yang terdiri dari rangkaian nukleosom dimana setiap nukleosom terdiri dari 8 protein histon.