DNA adalah polimer. Unit monomer DNA adalah nukleotida, dan polimernya dikenal sebagai polinukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari gula 5-karbon (deoksiribosa), basa yang mengandung nitrogen yang melekat pada gula, dan gugus fosfat. Tulang punggung DNA adalah polimer dengan urutan gula-fosfat bergantian. Gula deoksiribosa bergabung pada kedua gugus 3'-hidroksil dan 5'-hidroksil menjadi gugus fosfat dalam ikatan ester, juga dikenal sebagai ikatan fosfodiester.