脫氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid，DNA），又稱去氧核糖核酸，是染色體的主要成分，是基因的物質基礎。
DNA的結構：DNA最重要的特征是堿基序列，由四種脫氧核糖核苷酸排列成長鏈，兩條長鏈互繞而成穩定結構，進而再有其他卷曲和結構。因此，人類按層次把DNA的結構劃分為一級結構、二級結構、三級結構、四級結構。
DNA是一種長鏈聚合物，基本組成單元為四種脫氧核苷酸，即腺嘌呤脫氧核苷酸（dAMP 脫氧腺苷）、胸腺嘧啶脫氧核苷酸（dTMP 脫氧胸苷）、胞嘧啶脫氧核苷酸（dCMP 脫氧胞苷）、鳥嘌呤脫氧核苷酸（dGMP 脫氧鳥苷）。 而脫氧核糖（五碳糖）與磷酸分子借由酯鍵相連，組成DNA的長鏈骨架，排列在外側，四種堿基排列在內側。每個糖分子都與四種堿基里的其中一種相連，這些堿基沿著DNA長鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，指導蛋白質的合成。讀取密碼的過程稱為轉錄，是以DNA雙鏈中的一條單鏈為模板，復制出一段稱為mRNA（信使RNA）的核酸分子。
多數RNA帶有合成蛋白質的信息，另有一些本身就擁有特殊功能，例如rRNA、snRNA與siRNA。在細胞內，DNA能與蛋白質結合形成染色體，整組染色體則統稱為染色體組。對于人類而言，正常的體細胞中含有46條染色體。染色體在細胞分裂之前會先在分裂間期完成復制，細胞分裂間期又可劃分為：G1期-DNA合成前期、S期-DNA合成期、G2-DNA合成后期。對于真核生物，如動物、植物及真菌而言，染色體主要存在于細胞核內；而對于原核生物，如細菌而言，則主要存在于細胞質中的擬核內。染色體上的染色質蛋白，如組織蛋白，能夠將DNA進行組織并壓縮，以幫助DNA與其他蛋白質進行交互作用，進而調節基因的轉錄活性。