Los ácidos nucleicos están formados por nucleótidos, que a su vez se forman por un ácido fosfórico y un nucleósido unidos mediante enlaces éster (al esterificarse un OH del grupo fosfato con otro OH libre del C-5 de la pentosa). Los nucleósidos se componen de una base nitrogenada y un azúcar (pentosa) unidos mediante enlaces N-glucosídicos (entre el N-9 en el caso de bases púricas o el N-1 en el caso de las pirimidínicas y el C-1 de la pentosa). Los nucleótidos entre sí establecen enlaces fosfodiéster 5’-3’ (uno de los enlaces éster se produce entre un OH del grupo fosfato y el OH libre del C-5 de la pentosa de un nucleótido, y el otro enlace éster entre otro OH del mismo grupo fosfato y el OH libre del C-3 de la pentosa de otro nucleótido).

Dependiendo el tipo de azúcar distinguimos el ADN y ARN. El ADN es bicatenario y puede clasificarse según su forma en lineal (células eucariotas) y circular (células procariotas, mitocondrias y cloroplastos). Según la cadena encontramos el concatenado (dos círculos unidos) y el superenrrollado.

El ADN, tiene varios niveles estructurales. El primero corresponde a la secuencia lineal de nucleótidos que constituyen el mensaje genético. El segundo nivel es la disposición espacial de la estructura primaria, es una doble hélice deducida por Watson y Crick que se basaron en descubrimientos anteriores como los de Chargaff o Rosalind Franklin y Maurice Wilkins. El tercer y último nivel corresponde a la fibra de 20 Aº retorcida fromando una superhélice.

Además de niveles de empaquetamiento en los que se reduce la longitud de la doble hebra de ADN aumentando su densidad (Amstrongs). El primer nivel consiste en partir de una hebra de 20 Aº que se transfromará en una de 100 Aº, la cual está formada por una hebra de 200 pares de bases de longitud, y nucleosomas que son octómeros de histonas unidos a una histona H1 que tensa el ADN espaciador (entre nucleosomas). En el segundo nivel se condensará hasta ser de 300 Aº y estar formada por 6 nucleosomas en cada vuelta. En el tercer nivel se forman una serie de bucles denominados dominios en forma de bucle estabilizados por un andamio proteico; finalmente tiene 600 Aº de grosor. 

En cuanto al ARN encontramos de varios tipos. El ARN mensajero (5% del ARN total) corresponde a una cadena con las bases complementarias, que es una copia de un fragmentoo de ADN que contiene información para la síntesis de una proteína, el ARN transferente (15%), es una cadena con partes monocatenarias y otras con estructura de doble hélice que en unos de sus brazos llamado anticodón tiene un triplete que corresponde a las bases complementarias de un fragmento de ARNm. El ARN ribosómico (el más abundante 80%), forma los ribosomas y ayuda al anclaje del ARNm en este. El ARN pequeño nuclear, interviene en la maduración del ARNm ya que elimina los intrones de la cadena. El ARN de interferencia degrada ARNm para que no fabrique más proteínas de las necesarias y el ARN nucleolar es el componente principal del nucleolo y forma las dos subunidades del ribosoma.