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Das Wissen über die chemische Struktur von Nucleinsäuren ist eine wichtige Voraussetzung für das Verständnis der Funktion von DNA als Speicher der Erbinformation und der RNA als funktionelles Molekül bei der Genexpression. Anfang des 20. Jahrhunderts wurde entdeckt, dass Nucleinsäuren vier Typen von Nucleotiden enthalten, die aus einer stickstoffhaltigen Base, einer Phosphatgruppe und einer Pentose (Zucker mit 5 Kohlenstoffatomen) bestehen. DNA wird durch enzymatische Polymerisation aufgebaut. Ein alter DNA-Strang dient als Matrize für die Synthese eines neuen Strangs. Die Nucleotidbausteine werden durch komplementäre Basenpaarung positioniert und durch eine Polymerase mit dem benachbarten Nucleotid verknüpft, um den neuen Strang aufzubauen.

Wasserstoffbrückenbindungen und verschiedene Arten von VAN-DER-WAALS-Wechselwirkungen fasst man unter dem Begriff zwischenmolekulare Wechselwirkungen zusammen. Insbesondere Wasserstoffbrückenbindungen spielen eine bedeutende Rolle in der Natur. So ist die für die Entwicklung des Lebens auf der Erde wichtige Anomalie des Wassers maßgeblich auf Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülen zurückzuführen. Auch die Struktur von Proteinen und die sichere Speicherung der Erbinformation hängen von dieser besonderen Wechselwirkung zwischen Teilchen ab.