核酸在實踐應用方面有極重要的作用，現已發現近2000種遺傳性疾病都和DNA結構有關。如人類鐮刀形紅血細胞貧血癥是由于患者的血紅蛋白分子中一個氨基酸的遺傳密碼發生了改變，白化病毒者則是DNA分子上缺乏產生促黑色素生成的酷氨酸酶的基因所致。腫瘤的發生、病毒的感染、射線對機體的作用等都與核酸有關。70年代以來興起的遺傳工程，使人們可用人工方法改組DNA，從而有可能創造出新型的生物品種。如應用遺傳工程方法已能使大腸桿菌產生胰島素、干擾素等珍貴的生化藥物
核酸是生物體內的高分子化合物。它包括脫氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid,DNA）和核糖核酸（ribonucleicacid,RNA）兩大類。DNA和RNA都是由一個一個核苷酸(nucleotide)頭尾相連而形成的。RNA平均長度大約為2000個核苷酸，而人的DNA卻是很長的，約有3X109個核苷酸。
單個核苷酸是由含氮有機堿(稱堿基)、戊糖(即五碳糖)和磷酸三部分構成的。
堿基(base)：構成核苷酸的堿基分為嘌呤（purine)和嘧啶>（pyrimi-dine)二類。前者主要指腺嘌呤（adenine，A）和鳥嘌呤（guanine,G），DNA和RNA中均含有這二種堿基。后者主要指胞嘧啶（cytosine,C）胸腺嘧啶（thymine，T）和尿嘧啶（uracil,U），胞嘧啶存在于DNA和RNA中，胸腺嘧啶只存在于DNA中，尿嘧啶則只存在于RNA中。這五種堿基的結構。
嘌呤環上的N-9或嘧啶環上的N-1是構成核苷酸時與核糖（或脫氧核糖）形成糖苷鍵的位置。
此外，核酸分子中還發現數十種修飾堿基（themodifiedcomponent),又稱稀有堿基，(unusualcomponent)。它是指上述五種堿基環上的某一位置被一些化學基團（如甲基化、甲硫基化等）修飾后的衍生物。一般這些堿基在核酸中的含量稀少，在各種類型核酸中的分布也不均一。如DNA中的修飾堿基主要見于噬菌體DNA，RNA中以tRNA含修飾堿基最多。
戊糖(五碳糖):RNA中的戊糖是D－核糖(即在2號位上連接的是一個羥基)，DNA中的戊糖是D－2－脫氧核糖(即在2號位上只連一個H)。D－核糖的C－2所連的羥基脫去氧就是D－2脫氧核糖。
戊糖C－1所連的羥基是與堿基形成糖苷鍵的基團，糖苷鍵的連接都是β－構型。
核苷（nucleoside)：由D－核糖或D－2脫氧核糖與嘌呤或嘧啶通過糖苷鍵連接組成的化合物。核酸中的主要核苷有八種。
核苷酸(nucleotide)：核苷酸與磷酸殘基構成的化合物，即核苷的磷酸酯。核苷酸是核酸分子的結構單元。核酸分子中的磷酸酯鍵是在戊糖C-3’和C-5’所連的羥基上形成的，故構成核酸的核苷酸可視為3’－核苷酸或5’－核苷酸。DNA分子中是含有A,G,C,T四種堿基的脫氧核苷酸；RNA分子中則是含A,G,C,U四種堿基的核苷酸。
當然核酸分子中的核苷酸都以形式存在，但在細胞內有多種游離的核苷酸，其中包括一磷酸核苷、二磷核苷和三磷酸核苷。