Walaupun kedua-dua DNase I dan II ialah endonuklease glikoprotein, DNase I mempunyai struktur jenis sandwic monomer dengan rantai sisi karbohidrat, manakala DNase II mempunyai struktur kuaterner dimer.

DNase I ialah glikoprotein dengan berat molekul 30,000 Da dan rantai karbohidrat 8-10 sisa yang melekat di Asn18 (oren).[3] Ia merupakan 𝛼,𝛽-protein dengan dua helaian 𝛽 berlipat 6 untaian yang membentuk teras struktur. [4] Kedua-dua helaian teras ini berjalan selari, dan semua yang lain berjalan antiselari. Helaian berlipat 𝛽 terletak di tengah-tengah struktur manakala heliks 𝛼 dilambangkan dengan gegelung di pinggir. DNase I mengandungi empat poket pengikat ion, dan memerlukan Ca2+ dan Mg2+ untuk menghidrolisis DNA dwiuntai.[5] Dua tapak mengikat kuat Ca 2+ manakala dua lagi menyelaras Mg2+. Tidak banyak terbitan mengenai bilangan dan lokasi tapak pengikat Mg2+, walaupun telah dicadangkan bahawa Mg2+ terletak berhampiran poket pemangkin dan menyumbang kepada hidrolisis.[6] Dua ion Ca2+ ditunjukkan dalam warna merah dalam imej. Ia terikat terhadap DNase I di bawah keadaan penghabluran, dan penting dalam keutuhan struktur molekul dengan menstabilkan gelung permukaan Asp198 hingga Thr204 (sian), dan dengan mengehadkan kawasan mobiliti terma yang tinggi dalam gelung fleksibel kepada sisa Gly97 hingga Gly102 (kuning).

DNase II mengandungi struktur kuaterner homodimer yang mampu mengikat DNA dwiuntai dalam seni bina pengapit berbentuk U. Bahagian dalam pengapit berbentuk U sebahagian besarnya bersifat elektropositif, dan mampu mengikat DNA bercas negatif. Sama seperti DNase I, struktur DNase II terdiri daripada struktur sekunder 𝛼/𝛽 bercampur dengan 9 𝛼-heliks dan 20 𝛽-lembaran berlipat.[7] Walaupun tidak seperti DNase I, DNase II tidak memerlukan ion logam dwivalen dalam pemangkinan.[7] Strukturnya terdiri daripada protomer A (sian) dan protomer B (hijau). Setiap struktur terdiri daripada dua motif pemangkin yang dilabelkan pada protomer B sebagai langkah peringkasan: His100 dan Lys102 mengarang motif pertama (biru) dan His279 dan Lys281 mengarang motif pemangkin kedua (merah).