Kwasy nukleinowe to liniowe polinukleotydy. Analizując ich budowę stwierdzono, że połączenie następuje poprzez fosfodiestrowe mostki – reszty kwasu fosforowego(V) tworzą wiązania estrowe z grupą –OH atomu węgla C-5 (w cząsteczce cukru) jednego nukleozydu oraz grupą –OH atomu węgla C-3 (w cząsteczce cukru) drugiego nukleozydu.
Kwas rybonukleinowy RNA zawiera D-rybozę, a kwas deoksyrybonukleinowy DNA– 2-deoksy-D-rybozę. Zasadami, których obecność stwierdzono w RNA, są adenina, guanina, cytozyna i uracyl, a w DNA – adenina, guanina, cytozyna i tymina.