Deoksiribonukleinska kiselina jedna je od glavnih biomolekula koje zajedno tvore žive organizme. DNA je dugačka lančana molekula koja sadrži nekoliko kemijskih jedinica koje se ponavljaju. Svaka od ovih ponavljajućih jedinica sastoji se od molekule šećera, dušikove baze i fosfatne skupine. DNA se često naziva molekulom života jer pruža upute koje čine bilo koji živi organizam ispravnim funkcioniranjem.
Kemijska analiza DNA otkriva njezine gradivne blokove nukleotida, komponente nukleotida i različite elemente koji čine te komponente. Šećerni dio DNA sastoji se većinom od ugljika, kisika i vodika, dok se fosfatna skupina sastoji od fosfora i kisika. Dušična baza je složenija i sadrži ugljik, vodik, kisik i dušik.
DNA nastaje povezivanjem nukleotida pomoću kemijskih veza između prstenastog šećera deoksiriboze i fosfata. Takve veze nazivaju se fosfodiesterske veze, a rezultirajući lanac izmjeničnih šećera i fosfata naziva se šećer-fosfatna okosnica. Dušična baza nije dio okosnice i umjesto toga viri iz nje.
Jedno od obilježja DNK je da se razlikuje od jednog do drugog organizma. Ova razlika nastaje zbog promjene u slijedu dušičnih baza u nukleotidima. Dušične baze su ravne molekule u obliku prstena. Postoje četiri vrste dušičnih baza koje se koriste u DNA: adenin, citozin, timin i gvanin. Prva slova dušičnih baza, naime A, C, T i G, koriste se kao njihovi simboli. Neočekivane i nepotrebne promjene u slijedu baza nazivaju se mutacijama i mogu dovesti do bolesti poput raka.
DNA ima strukturu dvostruke zavojnice koja se sastoji od dva partnerska DNA lanca i ne može postojati kao jedan DNA lanac. Dvolančana struktura nastaje zbog stvaranja vodikovih veza između dušičnih baza partnerskih DNA lanaca. DNA se može "topiti", što znači da se razdvaja u pojedinačne niti kada je izložena odgovarajućem enzimu ili kada je inkubirana na visokim temperaturama. DNA je topljiva u vodi, ali je netopiva u drugim otapalima poput etanola. Ovo se svojstvo može koristiti za njegovo izdvajanje iz stanica.