Kyselina deoxyribonukleová obsahuje sacharidovú zložku deoxyribózu a bázy puríny (adenín a guanín) a pyrimidíny (cytozín a tymín). Molekula DNA sa skladá z dvoch polynukleotidových vlákien, navzájom pospájaných vodíkovými mostíkmi (väzbami) medzi purínovými a pyrimidínovými bázami. Obidve vlákna sú antiparalelne zvinuté do dvojitej závitnice.

Dvojitá závitnica je v tomto prípade pravotočivá, vzdialenosť medzi výškami závitu je konštantná. Ako vyplýva z modelu, DNA sa ponáša na točité schody, v ktorých ribózofosfátové reťazce predstavujú zábradlie a dvojice báz postavené približne kolmo na os dvojitej závitnice predstavujú jednotlivé stupne schodov.
Vlákno závitnice DNA môže dosiahnuť obrovské rozmery (niekoľko mikrometrov) a možno ho pozorovať v elektrónovom mikroskope. Popri DNA s lineárne usporiadanými molekulami, ako má napr. človek, boli z buniek rôznych mikroorganizmov izolované kruhové molekuly DNA, ktorých obidva konce sú navzájom spojené.