Deoksiribonukleinska kislina je ena glavnih biomolekul, ki skupaj tvorijo žive organizme. DNA je dolga, verigi podobna molekula, ki vsebuje več ponavljajočih se kemijskih enot. Vsaka od teh ponavljajočih se enot je sestavljena iz molekule sladkorja, dušikove baze in fosfatne skupine. DNK pogosto imenujemo molekula življenja, saj vsebuje navodila, zaradi katerih kateri koli živi organizem deluje pravilno.
Kemična analiza DNK razkrije njene nukleotidne gradnike, sestavine nukleotidov in različne elemente, ki sestavljajo te komponente. Sladkorni del DNK je večinoma iz ogljika, kisika in vodika, medtem ko je fosfatna skupina sestavljena iz fosforja in kisika. Dušikova baza je bolj zapletena in vsebuje ogljik, vodik, kisik in dušik.
DNA nastane s povezovanjem nukleotidov s pomočjo kemičnih vezi med obročastim sladkorjem deoksiriboze in fosfatom. Takšne vezi se imenujejo fosfodiesterske vezi, nastala veriga izmeničnega sladkorja in fosfata pa sladkorno-fosfatna hrbtenica. Dušikova baza ni del hrbtenice in namesto tega štrli iz nje.
Eno od značilnosti DNK je, da se razlikuje od enega organizma do drugega. Ta razlika je posledica sprememb v zaporedju dušikovih baz v nukleotidih. Dušikove baze so ravne, obročaste molekule. V DNK se uporabljajo štiri vrste dušikovih baz: adenin, citozin, timin in gvanin. Kot njihove simbole se uporabljajo prve črke dušikovih baz, in sicer A, C, T in G. Nepričakovane in nepotrebne spremembe v zaporedju baz imenujemo mutacije in lahko vodijo do bolezni, kot je rak.
DNA ima dvojno vijačno strukturo, sestavljeno iz dveh partnerskih verig DNA, in ne more obstajati kot ena sama veriga DNA. Dvoverična struktura je posledica tvorbe vodikovih vezi med dušikovimi bazami partnerskih verig DNA. DNK se lahko "stopi", kar pomeni, da se pri izpostavljenosti ustreznemu encimu ali inkubiranju pri visokih temperaturah loči v posamezne verige. DNA je topna v vodi, vendar je netopna v drugih topilih, kot je etanol. To lastnost lahko uporabimo za pridobivanje iz celic.