在雙螺旋的DNA中，分子鏈是由互補的核苷酸配對組成的，兩條鏈依靠氫鏈結合在一起。由于氫鏈鏈數的限制，DNA的堿基排列配對方式只能是A對T（由兩個氫鍵相連）或C對G（由三個氫鏈相連）。因此，一條鏈的堿基序列就可以決定了另一條的堿基序列，因為每一條鏈的堿基對和另一條鏈的堿基對都必須是互補的。在DNA復制時也是采用這種互補配對的原則進行的：當DNA雙螺旋被解開時，每一條鏈都用作一個模板，遵照互補配對的原則補齊另外的一條鏈，即半保留復制。
分子鏈的開頭部分稱為3'端而結尾部分稱為5'端，這些數字表示脫氧核糖中的碳原子編號。
DNA的書寫方式應從5'-末端到3'-末端。