Deoxyribonucleïnezuur is een van de belangrijkste biomoleculen die samen levende organismen vormen. DNA is een lang, kettingachtig molecuul dat bestaat uit verschillende zich herhalende chemische eenheden. Elk van deze herhalende eenheden is samengesteld uit een suikermolecuul, een stikstofbase en een fosfaatgroep. DNA wordt vaak het molecuul van het leven genoemd omdat het de instructies geeft die elk levend organisme goed laten functioneren.
Een chemische analyse van DNA onthult de nucleotide-bouwstenen, de componenten van de nucleotiden en de verschillende elementen waaruit deze componenten bestaan. Het suikergedeelte van DNA bestaat voornamelijk uit koolstof, zuurstof en waterstof, terwijl de fosfaatgroep bestaat uit fosfor en zuurstof. De stikstofbase is complexer en bevat koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof.
DNA wordt gevormd door de nucleotiden te verbinden met behulp van chemische bindingen tussen de ringachtige deoxyribosesuiker en het fosfaat. Dergelijke bindingen worden fosfodiesterbindingen genoemd en de resulterende keten van afwisselende suiker en fosfaat wordt de suiker-fosfaatruggengraat genoemd. De stikstofbase maakt geen deel uit van de ruggengraat en steekt er in plaats daarvan uit.
Een van de kenmerken van DNA is dat het verschilt van het ene organisme tot het andere. Dit verschil is te wijten aan de variatie in de volgorde van de stikstofbasen in de nucleotiden. Stikstofbasen zijn platte, ringvormige moleculen. Er zijn vier soorten stikstofbasen die in DNA worden gebruikt: adenine, cytosine, thymine en guanine. De eerste letters van de stikstofbasen, namelijk A, C, T en G, worden gebruikt als hun symbolen. Onverwachte en onnodige veranderingen in de volgorde van basen worden mutaties genoemd en kunnen leiden tot ziekten zoals kanker.
DNA heeft een dubbele helixstructuur die bestaat uit twee partner-DNA-strengen en kan niet als een enkele DNA-streng bestaan. De dubbelstrengige structuur is te wijten aan de vorming van waterstofbruggen tussen de stikstofbasen van de partner-DNA-strengen. DNA kan "smelten", wat betekent dat het zich in enkele strengen scheidt wanneer het wordt blootgesteld aan het juiste enzym of wanneer het bij hoge temperaturen wordt geïncubeerd. DNA is oplosbaar in water, maar onoplosbaar in andere oplosmiddelen zoals ethanol. Deze eigenschap kan worden gebruikt om het uit cellen te extraheren.