Deoksyribonukleinsyre er en av de viktigste biomolekylene som helt danner levende organismer. DNA er et langt, kjedelignende molekyl som består av flere gjentatte kjemiske enheter. Hver av disse repeterende enhetene består av et sukkermolekyl, en nitrogenholdig base og en fosfatgruppe. DNA kalles ofte livsmolekylet, da det gir instruksjonene som får enhver levende organisme til å fungere skikkelig.
En kjemisk analyse av DNA avslører dets nukleotidbyggesteiner, komponentene i nukleotidene og de forskjellige elementene som utgjør disse komponentene. Sukkerdelen av DNA består for det meste av karbon, oksygen og hydrogen, mens fosfatgruppen består av fosfor og oksygen. Den nitrogenholdige basen er mer kompleks og inneholder karbon, hydrogen, oksygen og nitrogen.
DNA dannes ved å koble nukleotidene ved hjelp av kjemiske bindinger mellom det ringlignende deoksyribosesukkeret og fosfatet. Slike bindinger kalles fosfodiesterbindinger, og den resulterende kjeden av vekslende sukker og fosfat kalles sukker-fosfat-ryggraden. Den nitrogenholdige basen er ikke en del av ryggraden og stikker i stedet ut av den.
Et av kjennetegnene ved DNA er at det er forskjellig fra en organisme til en annen. Denne forskjellen skyldes variasjonen i sekvensen av nitrogenholdige baser i nukleotidene. Nitrogenbaser er flate, ringformede molekyler. Det er fire typer nitrogenholdige baser som brukes i DNA: adenin, cytosin, tymin og guanin. De første bokstavene i de nitrogenholdige basene, nemlig A, C, T og G, brukes som symboler. Uventede og unødvendige endringer i basesekvensen kalles mutasjoner og kan føre til sykdommer som kreft.
DNA har en dobbel spiralstruktur sammensatt av to partner-DNA-tråder og kan ikke eksistere som en enkelt DNA-streng. Dobbeltrådsstrukturen skyldes dannelsen av hydrogenbindinger mellom de nitrogenholdige basene i partner-DNA-strengene. DNA kan "smelte", noe som betyr at det skiller seg ut i enkle tråder når det utsettes for det passende enzymet eller når det inkuberes ved høye temperaturer. DNA er løselig i vann, men er uoppløselig i andre løsningsmidler som etanol. Denne egenskapen kan brukes til å trekke den ut av celler.