Bir nükleotidin temel bileşenleri bir pentoz (beş karbon şekeri), azotlu bir baz ve bir ila üç fosfat grubudur. Olası pentoz, baz ve fosfat gruplarının kombinasyonları birkaç farklı nükleotit oluşturur.
Doğada, nükleik asitlerde iki farklı şeker omurgası vardır. Deoksiriboz DNA'da bulunur ve riboz RNA'da bulunur. Bu iki şeker arasındaki tek fark, deoksiribozun bir hidrojen yerine 2 'karbonuna bağlı iki hidrojene ve ribozdaki gibi bir hidroksil grubuna sahip olmasıdır. Farklı azotlu bazlar, tipik olarak genetik kod olarak düşünülen harflerle belirtilir. Bunlar adenin, timin, urasil, guanin ve sitozin anlamına gelir. Bu moleküllerin tümü azot atomları içeren bir veya iki halka yapılarıdır. Son olarak, tabana bağlı fosfat gruplarının sayısı molekülde ne kadar enerji depolandığını belirler.
