Strukturen av DNA beskrivs bäst som en dubbel helix . Den består av två strängar av nukleotider, som vrids runt varandra för att bilda en helixform. Varje nukleotid består av en kvävebas, ett deoxiribossocker och en fosfatgrupp. Kvävebaserna är adenin (A), tymin (T), guanin (G) och cytosin (C). Dessa baser parar sig med varandra på ett specifikt sätt:A med T och G med C. Denna parning är känd som komplementär basparning .

Den dubbla helixstrukturen av DNA föreslogs först av James Watson och Francis Crick 1953. Deras modell baserades på röntgenkristallografidata som samlats in av Rosalind Franklin och Maurice Wilkins. Dubbelhelixmodellen har sedan dess blivit den accepterade modellen för strukturen av DNA.

Den dubbla helixstrukturen hos DNA är viktig av ett antal skäl. Det möjliggör lagring av genetisk information på ett kompakt och effektivt sätt. Det möjliggör också replikering av DNA, vilket är avgörande för celldelning och tillväxt. Den dubbla helixstrukturen tillhandahåller också en mekanism för genreglering, vilket gör att celler kan kontrollera vilka gener som uttrycks.