在英國自然雜誌中，DNA有三種結構。DNA的一級結構，就是指4種脫氧核苷酸的連結及排列順序，表示了該DNA分子的化學構成。核苷酸相互連線形成長的多核苷酸鏈。兩個核苷酸之間的連線通常是通過磷酸二酯鍵，該鍵將一個核苷酸的磷酸基團與另一個核苷酸的脫氧核糖連線。由四種脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連線而成的長鏈高分子多聚體為DNA分子的一級結構。
DNA的二級結構是指兩條多核苷酸鏈反向平行盤繞所生成的雙螺旋結構。兩條多核苷酸鏈以相同的旋轉繞同一個公共軸形成右手雙螺旋，螺旋的直徑2.0nm；兩條多核苷酸鏈是反向平行的，一條5’-3方向，另一條3’-5’方向；兩條多核苷酸鏈的糖-磷酸骨架位於雙螺旋外側，鹼基平面位於鏈的內側；相鄰鹼基對之間的軸向距離為0.34nm，每個螺旋的軸距為3.4nm。
DNA三級結構是DNA分子可以在雙螺旋的基礎上，進一步繞同一中心軸扭轉，造成額外的螺旋。環狀分子的額外螺旋可以形成超螺旋。超螺旋可以是右手螺旋(正超螺旋)，也可以是左手螺旋(負超螺旋)。對於環狀分子而言，有其拓撲學上特定規律：L=T+W。
