La struttura del DNA è meglio descritta come una doppia elica . È costituito da due filamenti di nucleotidi, che sono attorcigliati l'uno attorno all'altro per formare una forma ad elica. Ogni nucleotide è costituito da una base azotata, uno zucchero desossiribosio e un gruppo fosfato. Le basi azotate sono adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C). Queste basi si accoppiano tra loro in un modo specifico:A con T e G con C. Questo accoppiamento è noto come accoppiamento di basi complementari .

La struttura a doppia elica del DNA fu proposta per la prima volta da James Watson e Francis Crick nel 1953. Il loro modello era basato sui dati della cristallografia a raggi X raccolti da Rosalind Franklin e Maurice Wilkins. Da allora il modello a doppia elica è diventato il modello accettato per la struttura del DNA.

La struttura a doppia elica del DNA è importante per una serie di ragioni. Consente l'archiviazione di informazioni genetiche in modo compatto ed efficiente. Consente inoltre la replicazione del DNA, essenziale per la divisione e la crescita cellulare. La struttura a doppia elica fornisce anche un meccanismo per la regolazione genetica, che consente alle cellule di controllare quali geni vengono espressi.