חומצה דאוקסיריבונוקלאית היא אחת הביומולקולות העיקריות היוצרות בסך הכל אורגניזמים חיים. DNA הוא מולקולה ארוכה ושרשרתית הכוללת כמה יחידות כימיות חוזרות. כל אחת מהיחידות החוזרות הללו מורכבת ממולקולת סוכר, בסיס חנקני וקבוצת פוספט. DNA נקרא לעתים קרובות מולקולת החיים מכיוון שהוא מספק את ההוראות שגורמות לכל אורגניזם חי לתפקד כראוי.
ניתוח כימי של DNA חושף את אבני הבניין של נוקליאוטידים שלו, את מרכיבי הנוקלאוטידים ואת היסודות השונים המרכיבים רכיבים אלה. חלק הסוכר ב- DNA מורכב ברובו מפחמן, חמצן ומימן, ואילו קבוצת הפוספט מורכבת מזרחן וחמצן. הבסיס החנקני מורכב יותר ומכיל פחמן, מימן, חמצן וחנקן.
ה- DNA נוצר על ידי חיבור הנוקלאוטידים באמצעות קשרים כימיים בין סוכר הדה-אוקסריבוז הטבעתי לפוספט. קשרים כאלה נקראים קשרים פוספודיאסטרים, והשרשרת המתקבלת של סוכר וזרחן מתחלפים נקראת עמוד השדרה הסוכר-פוספט. הבסיס החנקני אינו חלק מהעמוד השדרה ובמקום זה בולט ממנו.
אחד מסימני ההיכר של ה- DNA הוא שהוא שונה מאורגניזם אחד לאחר. הבדל זה נובע מהשונות ברצף הבסיסים החנקניים בנוקליאוטידים. בסיסים חנקניים הם מולקולות שטוחות בצורת טבעת. ישנם ארבעה סוגים של בסיסים חנקניים המשמשים ב- DNA: אדנין, ציטוזין, תימין וגואנין. האותיות הראשונות של בסיסי החנקן, כלומר A, C, T ו- G, משמשות כסמליהן. שינויים לא צפויים ומיותרים ברצף הבסיסים נקראים מוטציות ועלולים להוביל למחלות כמו סרטן.
ל- DNA מבנה סליל כפול המורכב משני גדילי DNA שותפים ואינו יכול להתקיים כחוט DNA יחיד. המבנה הכפול-גדילי נובע מהיווצרות קשרי מימן בין בסיסי החנקן של גדילי ה- DNA השותפים. DNA יכול "להמיס", כלומר, הוא נפרד לגדילים בודדים כאשר הוא נחשף לאנזים המתאים או כאשר מודגרות בטמפרטורות גבוהות. DNA מסיס במים אך אינו מסיס בממיסים אחרים כגון אתנול. ניתן להשתמש במאפיין זה כדי לחלץ אותו מתאים.