Кожен нуклеотид складається з азотистої основи, цукру (дезоксирибози) і фосфатної групи. Зв’язки між нуклеотидами в ланцюзі утворюються за рахунок дезоксирибози та фосфатної групи (фосфодіефірні зв’язки).
До складу нуклеотидів може входити два види пентоз – рибоза та дезоксирибоза. У РНК міститься рибоза, а в ДНК – дезоксирибоза. Азотистих основ виявлено п’ять: аденін, тимін, цитозин, гуанін і урацил. В обох нуклеїнових кислотах є аденін, цитозин і гуанін.
Сполуки, що складаються з двох нуклеотидових молекул, називаються динуклеотидами, з трьох – тринуклеотидами, з невеликого числа – олігонуклеотидами, а з багатьох – полінуклеотидами, або нуклеїновими кислотами. Назви нуклеотидів являють собою абревіатури у вигляді стандартних три- або чотирибуквених кодів.
Нуклеотид , що є складовою частиною дезоксирибонуклеїнової кислоти або ДНК , має таку будову – азотиста основа, залишок фосфорної кислоти та вуглевод.