Οι πέντε βάσεις είναι αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη, θυμίνη και ουρακίλη, τα οποία έχουν τα σύμβολα Α, G, C, T και U, αντίστοιχα. Το όνομα της βάσης χρησιμοποιείται γενικά ως το όνομα του νουκλεοτιδίου, αν και αυτό είναι τεχνικά λανθασμένο. Οι βάσεις συνδυάζονται με το σάκχαρο για να φτιάξουν τα νουκλεοτίδια αδενοσίνη, γουανοσίνη, κυτιδίνη, θυμιδίνη και ουριδίνη.
Τα νουκλεοτίδια ονομάζονται με βάση τον αριθμό των υπολειμμάτων φωσφορικών που περιέχουν. Για παράδειγμα, ένα νουκλεοτίδιο που έχει μια βάση αδενίνης και τρία υπολείμματα φωσφορικών θα ονομαζόταν τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP). Εάν το νουκλεοτίδιο έχει δύο φωσφορικά άλατα, θα ήταν διφωσφορική αδενοσίνη (ADP). Εάν υπάρχει ένα μόνο φωσφορικό, το νουκλεοτίδιο είναι μονοφωσφορική αδενοσίνη (ΑΜΡ).
Παρόλο που οι περισσότεροι άνθρωποι μαθαίνουν μόνο τους πέντε κύριους τύπους νουκλεοτιδίων, υπάρχουν και άλλοι, συμπεριλαμβανομένων, για παράδειγμα, κυκλικά νουκλεοτίδια (π.χ., 3'-5'-κυκλική GMP και κυκλική ΑΜΡ). Οι βάσεις μπορούν επίσης να μεθυλιώνονται για να σχηματίσουν διαφορετικά μόρια.
Και τα δυο DNA και RNA χρησιμοποιήστε τέσσερις βάσεις, αλλά δεν χρησιμοποιούν όλες τις ίδιες. Το DNA χρησιμοποιεί αδενίνη, θυμίνη, γουανίνη και κυτοσίνη, ενώ το RNA χρησιμοποιεί αδενίνη, γουανίνη και κυτοσίνη αλλά έχει ουρακίλη αντί για θυμίνη. Η έλικα των μορίων σχηματίζεται όταν δύο συμπληρωματικές βάσεις σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου μεταξύ τους. Η αδενίνη δεσμεύεται με θυμίνη (Α-Τ) στο DNA και με ουρακίλη σε RNA (Α-υ). Η γουανίνη και η κυτοσίνη αλληλοσυμπληρώνονται (G-C).
Για να σχηματιστεί ένα νουκλεοτίδιο, μια βάση συνδέεται με τον πρώτο ή κύριο άνθρακα της ριβόζης ή της δεσοξυριβόζης. Ο αριθμός 5 άνθρακα του σακχάρου συνδέεται με το οξυγόνο της φωσφορικής ομάδας. Σε μόρια ϋΝΑ ή RNA, ένα φωσφορικό από ένα νουκλεοτίδιο σχηματίζει έναν δεσμό φωσφοδιεστέρα με τον αριθμό 3 άνθρακα στο επόμενο νουκλεοτιδικό σάκχαρο.
Ο χημικός τύπος αδενίνης είναι C5H5Ν5. Η αδενίνη (Α) συνδέεται με θυμίνη (Τ) ή ουρακίλη (U). Είναι μια σημαντική βάση επειδή χρησιμοποιείται όχι μόνο σε DNA και RNA, αλλά και για τον φορέα ενέργειας το μόριο ΑΤΡ, το συμπαράγοντα δινουκλεοτίδιο αβαφίνης αδενίνης και τον συμπαράγοντα νικοτιναμίδιο αδενίνη δινουκλεοτίδιο (NAD).
Αν και οι άνθρωποι τείνουν να αναφέρονται στα νουκλεοτίδια με τα ονόματα των βάσεων τους, η αδενίνη και η αδενοσίνη δεν είναι τα ίδια. Η αδενίνη είναι το όνομα της βάσης πουρίνης. Η αδενοσίνη είναι το μεγαλύτερο μόριο νουκλεοτιδίου αποτελούμενο από αδενίνη, ριβόζη ή δεοξυριβόζη και μία ή περισσότερες φωσφορικές ομάδες.
Ο χημικός τύπος γουανίνης πουρίνης είναι C5H5Ν5Ο. Η γουανίνη (G) δεσμεύεται μόνο στην κυτοσίνη (C), σε DNA και RNA.
Η κυτοσίνη μπορεί αυθόρμητα να μετατραπεί σε ουρακίλη. Εάν η μετάλλαξη δεν επισκευαστεί, αυτό μπορεί να αφήσει ένα υπόλειμμα ουρακίλης στο DNA.
Η ουρακίλη είναι α ασθενές οξύ που έχει τον χημικό τύπο C4H4Ν2Ο2. Η ουρακίλη (U) βρίσκεται στο RNA, όπου δεσμεύεται με αδενίνη (Α). Η ουρακίλη είναι η απομεθυλιωμένη μορφή της βασικής θυμίνης. Το μόριο ανακυκλώνεται μέσω ενός συνόλου αντιδράσεων φωσφοριβοσυλοτρανσφεράσης.