Thành phần chính cấu tạo nên ADN là 5 nguyên tố hóa học cơ bản là C, O, H, N, P. ADN là phân tử có cấu trúc đa phân, gồm nhiều nuclêotit đơn phân.

ADN là một chuỗi xoắn kép với 2 mạch pôlinuclêôtit xoắn quanh 1 trục theo chiều đều nhau từ trái sang phải. Các vòng xoắn của ADN có đường kính 20 Ăngstrôn và dài 34 Ăngstrôn, có tổng cộng 10 cặp nuclêôtit.
Bản chất của cấu trúc không gian của ADN chính là có cấu tạo từ hai hệ mạch xoắn kép và song song với nhau, cả hai mạch này sẽ được duy trì xoắn đều tại một trục cố định theo chiều ngược kim đồng hồ hay nói cách khác là từ trái qua phải.