En los organismos vivos, el ADN no suele existir como una molécula individual, sino como una pareja de moléculas estrechamente asociadas. Las dos cadenas de ADN se enroscan sobre sí mismas formando una especie de escalera de caracol, denominada doble hélice. Cada unidad que se repite, el nucleótido, contiene un segmento de la estructura de soporte (azúcar + fosfato), que mantiene la cadena unida, y una base, que interacciona con la otra cadena de ADN en la hélice. En general, una base ligada a un azúcar se denomina nucleósido y una base ligada a un azúcar y a uno o más grupos fosfatos reciben el nombre de nucleótido.
El material genético es ácido nucleico, y por lo tanto es un polímero de nucleótidos. En todos los sistemas celulares, tanto procariontes como eucariontes, el material genético siempre es DNA (ácido desoxiribonucleico). En los virus, en cambio, el material genético puede ser DNA (virus de DNA) o RNA (ácido ribonucleico) (virus de RNA).
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