組成DNA分子的脫氧核苷酸主要有四種，即dAMP，dGMP、dCMP和dTMP（d代表「脫氧」的意思），此外還含有少量的稀有鹼基（主要是甲基化鹼基）。50年代初，E.Chargaff等人對來自不同生物的DNA進行完全水解，對鹼基進行了定量測定，總結出如下規律，一般稱它為Chargaff規則。
1．所有DNA分子中，嘌呤鹼總摩爾數等於嘧啶鹼總摩爾數，即A+G=T+C，並且以摩爾為單位，A=T、G=C。
2．DNA的鹼基組成具有種屬的特異性，即不同生物種屬的DNA具有各自獨特的鹼基組成。
3．DNA的鹼基組成沒有組織、器官的特性，即同種生物中不同組織及器官的DNA在鹼基組成上是一致的。
4．生物體內DNA的鹼基組成不受年齡、營養狀態和環境的改變之影響。在所有DNA分子中A=T、G=C這一規律的發現，為DNA雙螺旋結構模型的建立提供了重要的依據。
（二）DNA的一級結構
與蛋白質結構相似，核酸的結構也可分一級結構與空間結構進行討論。核酸的一級結構是指其多核苷酸鏈中核苷酸的排列順序。核酸的空間結構是指多核苷酸鏈內或鏈間通過氫鍵等摺疊捲曲的構象。核酸的空間結構又有二級結構與三級結構之分。
DNA是由四種脫氧核糖核酸通過3′.5′——磷酸二酯鍵彼此連接而成的線形或環狀大分子。DNA分子沒有側鏈。其骨架由脫氧核糖和磷酸組成DNA的一級結構即是DNA多核苷酸鏈中核苷酸的排列順序。
由於生物遺傳信息儲存於DNA的核苷酸序列中，若能搞清各種生物DNA的脫氧核苷酸排列順序，則對生命活動本質的認識將有重大意義。
（三）DNA的二級結構
目前公認的DNA二級結構是雙螺旋結構，這種模型的建立，主要有兩個方面的根據。一是前面提到的50年代初E.Chargaff等人對各種DNA鹼基組成的定量分析結果。二是Wilkins小組用X光衍射法研究DNA的晶體,測得DNA分子呈螺旋結構。1953年j .Watson和F.Crick通過進一步研究,提出了DNA分子雙螺旋結構模型。從而大大推動了分子生物學的發展。