Kwas dezoksyrybonukleinowy jest jedną z głównych biocząsteczek, które razem tworzą żywe organizmy. DNA to długa, podobna do łańcucha cząsteczka zawierająca kilka powtarzających się jednostek chemicznych. Każda z tych powtarzających się jednostek składa się z cząsteczki cukru, zasady azotowej i grupy fosforanowej. DNA jest często nazywane cząsteczką życia, ponieważ dostarcza instrukcji, dzięki którym każdy żywy organizm funkcjonuje prawidłowo.
Analiza chemiczna DNA ujawnia jego elementy budulcowe nukleotydów, składniki nukleotydów i różne elementy, które składają się na te składniki. Cukrowa część DNA składa się głównie z węgla, tlenu i wodoru, podczas gdy grupa fosforanowa składa się z fosforu i tlenu. Baza azotowa jest bardziej złożona i zawiera węgiel, wodór, tlen i azot.
DNA powstaje przez połączenie nukleotydów za pomocą wiązań chemicznych między pierścieniowym cukrem dezoksyrybozowym a fosforanem. Takie wiązania nazywane są wiązaniami fosfodiestrowymi, a powstały łańcuch naprzemiennych cukru i fosforanów nazywany jest szkieletem cukrowo-fosforanowym. Baza azotowa nie jest częścią kręgosłupa i zamiast tego wystaje z niego.
Jedną z cech charakterystycznych DNA jest to, że różni się w zależności od organizmu. Ta różnica wynika z zmienności sekwencji zasad azotowych w nukleotydach. Zasady azotowe to płaskie cząsteczki w kształcie pierścienia. W DNA stosowane są cztery rodzaje zasad azotowych: adenina, cytozyna, tymina i guanina. Jako ich symbole używane są pierwsze litery zasad azotowych, czyli A, C, T i G. Nieoczekiwane i niepotrzebne zmiany w sekwencji zasad nazywane są mutacjami i mogą prowadzić do chorób takich jak rak.
DNA ma strukturę podwójnej helisy złożonej z dwóch partnerskich nici DNA i nie może istnieć jako pojedyncza nić DNA. Struktura dwuniciowa wynika z tworzenia wiązań wodorowych między zasadami azotowymi partnerskich nici DNA. DNA może „topić się”, co oznacza, że rozdziela się na pojedyncze nici po wystawieniu na działanie odpowiedniego enzymu lub podczas inkubacji w wysokich temperaturach. DNA jest rozpuszczalny w wodzie, ale nierozpuszczalny w innych rozpuszczalnikach, takich jak etanol. Ta właściwość może służyć do wyodrębniania go z komórek.