1950-luvun alussa DNA:n huomattiin olevan vastuussa perinnöllisistä ominaisuuksista.

Vuonna 1953 James Watson ja Francis Crick julkaisivat DNA:n rakenteen Rosalind Franklinin röntgendiffraktiokuvien pohjalta, ja DNA:n merkitys perinnöllisyyden lähteenä valkeni koko tiedeyhteisölle.

DNA:n rakenne mahdollistaa tarkan kopioimisen, mutta tekee siitä myös kestävän ja helposti muokattavan molekyylin.

DNA:n rakenteen tunteminen on mahdollistanut biologian suuret edistysaskeleet 1900-luvun lopulla ja 2000-luvun alussa. Näiden löytöjen pohjalta on tehty myös paljon lääketieteellisiä ja bioteknologisia sovelluksia.

​DNA on kemialliselta rakenteeltaan nukleiinihappo (eng. deoxyribonucleic acid). Sen rakenne koostuu kahdesta juosteesta eli nukleotidiketjusta, jotka muodostavat spiraalimaisen kaksoiskierteen.

DNA:ssa kaksi juostetta liittyy toisiinsa emäsparien välisillä vetysidoksilla. Tämä tekee kaksoiskierteestä kestävän, mutta myös helposti muokattavan rakenteen, sillä juosteet voivat irrota toisistaan.

DNA-juoste koostuu nukleotideistä, jotka koostuvat kolmesta osasta: 1) sokerista (deoksiriboosi), 2) fosfaatista ja 3) emäksestä. Sokeri- ja fosfaattiosa ovat kaikissa DNA:n nukleotideissä samanlaisia. Emäsosia on neljä erilaista: tymiini (T), adeniini (A), guaniini (G) ja sytosiini (C).
​​
​DNA:n kaksoiskierteessä emäkset pariutuvat vastakkaisen juosteiden emästen kanssa siten, että tymiini (T) ja adeniini (A) muodostavat parin (T-A tai A-T), kuten myös guaniini (G) ja sytosiini (C) (G-C tai C-G).

Emäkset pariutuvat vain oman vastinemäksensä kanssa. Tätä sääntöä kutsutaan emäsparisäännöksi.

DNA:n nukleotidien vaihteleva emäsjärjestys mahdollistaa perinnöllisyyden. Kun solu lisääntyy, myös DNA:n sisältämä informaatio välittyy eteenpäin tytärsoluille.

Jokaisen yksilön perimä on kuitenkin erilainen, eli jokaisella yksilöllä on erilainen DNA:n emäsjärjestys. Tämä johtuu mutaatioista ja suvullisen lisääntymisen aiheuttamasta muuntelusta.


​​