Між азотистими основами двох ланцюгів встановлюються водневі зв'язку: між аденіном і тиміном таких зв'язків два, а між гуаніном та цитозином – три.
Азотисті основи, з'єднуючись ковалентним зв'язком з 1' атомом рибози або дезоксирибози, утворюють N-глікозиди, які називаються нуклеозидами.
Між азотистими основами дезоксирибонуклеотидів двох різних ланцюжків утворюється три чи дві водневі зв'язку (Гуанін зв'язується з цитозином трьома зв'язками, а аденін з тиміном двома).