L'acido desossiribonucleico è una delle principali biomolecole che complessivamente formano gli organismi viventi. Il DNA è una lunga molecola a catena che comprende diverse unità chimiche ripetute. Ognuna di queste unità ripetitive è composta da una molecola di zucchero, una base azotata e un gruppo fosfato. Il DNA è spesso chiamato la molecola della vita in quanto fornisce le istruzioni che fanno funzionare correttamente qualsiasi organismo vivente.
Un'analisi chimica del DNA rivela i suoi elementi costitutivi nucleotidici, i componenti dei nucleotidi e i diversi elementi che compongono questi componenti. La parte zuccherina del DNA è costituita principalmente da carbonio, ossigeno e idrogeno, mentre il gruppo fosfato è composto da fosforo e ossigeno. La base azotata è più complessa e contiene carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto.
Il DNA si forma collegando i nucleotidi mediante legami chimici tra lo zucchero desossiribosio ad anello e il fosfato. Tali legami sono chiamati legami fosfodiestere e la catena risultante di alternanza di zucchero e fosfato è chiamata spina dorsale zucchero-fosfato. La base azotata non fa parte della spina dorsale e invece sporge da essa.
Uno dei tratti distintivi del DNA è che è diverso da un organismo all'altro. Questa differenza è dovuta alla variazione della sequenza delle basi azotate nei nucleotidi. Le basi azotate sono molecole piatte, a forma di anello. Ci sono quattro tipi di basi azotate utilizzate nel DNA: adenina, citosina, timina e guanina. Le prime lettere delle basi azotate, cioè A, C, T e G, sono usate come loro simboli. I cambiamenti imprevisti e non necessari nella sequenza delle basi sono chiamati mutazioni e possono portare a malattie come il cancro.
Il DNA ha una struttura a doppia elica composta da due filamenti di DNA partner e non può esistere come un singolo filamento di DNA. La struttura a doppio filamento è dovuta alla formazione di legami idrogeno tra le basi azotate dei filamenti di DNA partner. Il DNA può "sciogliersi", il che significa che si separa in singoli filamenti quando esposto all'enzima appropriato o quando incubato ad alte temperature. Il DNA è solubile in acqua ma è insolubile in altri solventi come l'etanolo. Questa proprietà può essere utilizzata per estrarlo dalle celle.