Το DNA, ή δεσοξυριβοζονουκλεϊκό οξύ, είναι το μόριο που φέρει τις γενετικές πληροφορίες σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Η δομή του είναι μια «διπλή έλικα», που μοιάζει με μια στριμμένη σκάλα. Κάθε «πλευρά» της σκάλας αποτελείται από επαναλαμβανόμενες μονάδες σακχάρου (δεσοξυριβόζη) και φωσφορικών ομάδων, σχηματίζοντας το φωσφορο-σακχαρικό υπόστρωμα. Τα «σκαλοπάτια» της σκάλας αποτελούνται από ζεύγη αζωτούχων βάσεων. Υπάρχουν τέσσερις τύποι αζωτούχων βάσεων στο DNA: η Αδενίνη (Α), η Θυμίνη (Τ), η Γουανίνη (G) και η Κυτοσίνη (C).
Αυτές οι βάσεις ζευγαρώνουν με συγκεκριμένο τρόπο: η Αδενίνη πάντα ζευγαρώνει με τη Θυμίνη (Α-Τ) και η Γουανίνη πάντα ζευγαρώνει με την Κυτοσίνη (G-C). Αυτά τα ζεύγη συγκρατούνται μεταξύ τους με ασθενείς δεσμούς υδρογόνου. Η ακολουθία αυτών των βάσεων κατά μήκος της αλυσίδας του DNA είναι αυτή που κωδικοποιεί τις γενετικές πληροφορίες. Κάθε τριάδα βάσεων (κωδικόνιο) αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο αμινοξύ, το οποίο είναι το δομικό στοιχείο των πρωτεϊνών.
Η μεταφορά των πληροφοριών γίνεται μέσω δύο βασικών σταδίων: της μεταγραφής και της μετάφρασης. Κατά τη μεταγραφή, ένα τμήμα του DNA (ένα γονίδιο) χρησιμοποιείται ως πρότυπο για τη σύνθεση ενός μορίου RNA (αγγελιοφόρο RNA ή mRNA). Το mRNA στη συνέχεια μετακινείται από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα. Εκεί, κατά τη μετάφραση, η ακολουθία των βάσεων του mRNA «διαβάζεται» από τα ριβοσώματα και μετατρέπεται σε μια ακολουθία αμινοξέων, δημιουργώντας μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Οι πρωτεΐνες εκτελούν τις περισσότερες λειτουργίες στα κύτταρα και καθορίζουν τα χαρακτηριστικά ενός οργανισμού, μεταφέροντας έτσι τη γενετική πληροφορία από το DNA σε λειτουργικά μόρια.