「核酸」一词是某一类生物聚合物的总称，因其在细胞核中扮演重要角色而得名，构成核酸的单体称为核苷酸。
每一个核苷酸由三种成分组成：1. 含氮的杂环硷基，可能是嘌呤（purine）或嘧啶（pyrimidine）；2. 一个五碳糖；3. 一个磷酸。
核酸以其核苷酸中的五碳糖结构不同而分两类──DNA含2-去氧核糖，RNA则含核糖（唯一的区别为该处是否有羟基）。此外，这两类核酸中，含氮硷基也不同：腺嘌呤 (adenine)、胞嘧啶 (cytosine)和鸟嘌呤 (guanine)在RNA及DNA中都可能出现，但胸嘧啶 (thymine)只在DNA中出现，而尿嘧啶只在RNA中出现。有些核酸硷基十分罕见，如成熟的传递RNA (transfer RNA)中的肉苷 (inosine)。
核酸通常是单股或双股，虽然三股或多股结构也可能出现。双股核酸由两条单股核酸组成，两股之间靠氢键吸引，DNA的双螺旋即为此种结构。相反的，RNA通常是单股，但每一股可自行摺叠成二级结构，如tRNA与rRNA均为此种结构。在细胞内部，DNA通常为双股，然而有些病毒以单股DNA作为基因体。反转录病毒（Retroviruses）即以单股RNA作为基因体。
核酸中的糖与磷酸根共用氧原子，以一种特殊方式键结在一起，形成磷酸二酯（phosphodiester）键。通常在命名时，把糖上连接磷酸根的碳原子编号为3’和5’碳原子，这也表示核酸具有极性。五碳糖的1’号碳原子伸出醣苷键 (glycosidic bond)与硷基连接。硷基中的嘧啶以N-1，嘌呤则以N-9，利用N-β醣苷键与核糖1’号碳原子连接。
核酸的种类
核糖核酸
核糖核酸，简称RNA，是以核苷酸为单体聚合而成的核酸聚合物。遗传讯息由去氧核糖核酸（DNA）转录至蛋白质的过程中，核糖核酸扮演许多重要的角色。RNA在DNA与核糖体（合成蛋白质的複合体）之间传递讯息，形成核糖体的重要部分，并作为合成蛋白质所需胺基酸的载体。
去氧核糖核酸
去氧核糖核酸是核酸的一种，一切已知生物的发育与运作所需的遗传指令皆储存在DNA中。DNA分子的主要角色是讯息的长期贮存库，而且DNA常被比喻为一组建筑蓝图，因为它含有製造细胞内其他成分如蛋白质和RNA分子的指令。DNA中携带遗传讯息的部分称为基因，但其余部分则另有构造上的用途，或有调节此一遗传讯息的功用。
核酸的成分
硷基
硷基是含氮的异环芳香有机化合物，硷基是RNA与DNA中硷基对的一部分。胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤和胸嘧啶主要存在于DNA，而在RNA中，尿嘧啶取代胸嘧啶。胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、胸嘧啶和尿嘧啶分别简写为C、G、A、T和U。
硷基是配对的，当形成硷基对时，一定要这样配对：胞嘧啶－鸟嘌呤，腺嘌呤－胸嘧啶（在RNA中换成腺嘌呤－尿嘧啶）。胞嘧啶与鸟嘌呤之间的作用力比腺嘌呤与胸嘧啶强，因为前一对之间有三个氢键，后面那对只有两个氢键。因此在双股DNA中，GC含量若越高，分子就越安定，熔点也越高。
以构成骨架的分子来分类，硷基主要分成两大类：双环的嘌呤和单环的嘧啶。腺嘌呤和鸟嘌呤属嘌呤（简写为R），而胞嘧啶、胸嘧啶和尿嘧啶都属嘧啶（简写为Y）。
次黄嘌呤 (hypoxanthine)和黄嘌呤 (xanthine)分别为腺嘌呤与鸟嘌呤的变形，在突变原 (mutagen)存在时，经由去胺化（以羟基取代胺基）而形成。次黄嘌呤和黄嘌呤分别可缩写为HX和X。
核苷
核苷是硷基连接到核糖或去氧核糖形成的醣苷胺（glycosylamine），简而言之，核苷是硷基连接在糖上。核苷以其硷基命名，普遍存在于DNA与RNA的核苷包括胞苷（cytidine）、尿苷（uridine）、腺苷（adenosine）、鸟苷（guanosine）和胸苷（thymidine）。当核苷接上一个磷酸根（受动酵素（kinase）催化而磷酸化），就形成核苷酸。核苷的功用与无环鸟苷（acyclovir）相似，可作为抗病毒药物。
核苷酸与去氧核苷酸
核苷酸是由核苷和磷酸根组成，核苷酸是RNA和DNA的单体，也是许多重要辅助因子（cofactors）──如辅酶A、黄素腺二核苷酸（flavin adenine dinucleotide）、黄素一核苷酸（flavin mononucleotide）、腺苷三磷酸（ATP）和菸硷醯胺腺二核苷酸磷酸（NADP）──的结构单元。在细胞中，核苷酸在代谢与讯息传递扮演重要角色。
核苷酸一词来自核苷，核苷酸为核苷与一个或数个磷酸根结合而成，例如：
? 腺嘌呤与核糖键结，形成腺苷。
? 腺苷与一个磷酸根键结，形成腺苷一磷酸。
? 键结的磷酸根增加时，依次形成腺苷二磷酸与腺苷三磷酸。
