Nükleik asitler üç bileşenden oluşur: bir fosfat, şeker ve azotlu bir baz. DNA ve RNA'nın spesifik yapı taşları biraz farklıdır, ancak aynı üç kategoriye girerler.
Bir nükleik asidin çerçevesi, şeker-fosfat omurgasıdır. Adından da anlaşılacağı gibi, bu yapı nükleik asit bir "iskelet" veren bir bağlantılı şeker ve fosfat molekülleri dizisidir. Bir nükleotit olarak adlandırılan her bir nükleik asit birimi, içinde şeker ve fosfatların değişebileceği bir zincir oluşturmak için diğer nükleotitlerdeki şeker ve fosfatlara bağlanan bir şeker molekülü ve bir fosfat molekülü içerir. Riboz, RNA'da bulunan şekerdir ve deoksiriboz, DNA'da bulunan şekerdir.
Her bir nükleotidin diğer kısmı, şeker molekülüne bağlı bir azotlu bazdır. Azotlu bazlar, nükleik asitlerde bilgi birimi olarak görev yapar. Beş farklı azotlu baz vardır ve bunların bir DNA veya RNA zincirindeki düzenlenmesi, tıpkı harflerin bir düzenlemesinin bir kelime haline getirdiği gibi bilgileri depolar. DNA'da kullanılan azotlu bazlar adenin, timin, sitozin ve guanindir. RNA'nın telleri timin yerine uracil içerir, ancak diğer üç baz aynıdır.