Belirli bir purinin belirli bir pirimidine eşleştirilmesi, her halkanın yapısı ve özelliklerinden ve tamamlayıcılar arasındaki üç boyutlu uyumdan kaynaklanır. Purin ve pirimidin, nükleik asidin yapı taşları olarak işlev gören organik, aromatik halka bileşikleridir. DNA'da purinler aden ve guanin olurken pirimidinler timin ve sitozin olarak ortaya çıkar. DNA baz eşleşmesinde, timenin ile adenin ve sitozin ile guanin çiftleri.
Bir pürin ve bir pirimidinden oluşan eşleşen baz çiftleri hidrojen bağları oluşturur. Purinler çift halka yapılıdır ve pirimidinler tek halka yapılıdır. Adenin ve timinin her ikisi de birbirine hidrojen bağları oluşturduğu iki bölgeye sahipken guanin ve sitozin üç bölgeye sahiptir. Birbirine yapıştırılan bu azotlu bazlar, DNA merdivenin basamaklarını veya çift sarmalın oluşumunu oluşturur.
Halkalar arasındaki hidrojen bağı sadece belirli bir totomerik formda mümkündür. Maine Üniversitesi Kimya Bölümü tarafından açıklandığı gibi, totomerler, tek bir hidrojen ve çift bağın değişen pozisyonuyla ilişkili izomerlerdir. Dört azotlu bazın her biri için, DNA'nın şeker-fosfat omurgasına uygun bağlanma, stabilite ve bağlanma için belirli bir tatomerik formun dahil edilmesi gerekir. Baz çiftleri bir merdivenin basamakları ise, şeker-fosfat omurgası merdivenin kenarları gibi davranır. Merdivenin sarmal bir bükülmesinde, DNA molekülündeki komşu atomlar arasında daha az sterik engel vardır.
