Nukleotydy są utrzymywane razem przez dwa typy wiązań: wiązania fosfodiestrowe i wiązania wodorowe. Portal edukacyjny opisuje wiązania fosfodiestrowe jako wiązania łączące nukleotydy w łańcuchy liniowe. Według Cambridge Physics, wiązania wodorowe działają jak most łączący dwa równoległe rzędy nukleotydów. To połączenie pomaga w tworzeniu charakterystycznej struktury podwójnej helisy DNA.
Wikipedia podaje, że nukleotyd składa się z pięciowęglowego cukru, zasady azotowej i jednej lub więcej grup fosforanowych. Pięciowęglowo-cukrowa część nukleotydu zawiera dwie wolne grupy hydroksylowe, które są wysoce reaktywne. Grupy fosforanowe są również reaktywne i szukają miejsca do wiązania. Portal Edukacji stwierdza, że wiązania fosfodiestrowe tworzą się pomiędzy grupą fosforanową na jednym nukleotydu i wolną grupą hydroksylową na sąsiednim nukleotydu.
Podstawa azotowa każdego nukleotydu zawsze znajduje się wzdłuż tej samej strony łańcucha. W DNA drugi łańcuch nukleotydowy przebiega równolegle do pierwszego, ale jego orientacja jest odwrócona o 180 stopni. Pozwala to na spełnienie zasad azotowych w centrum struktury DNA. Wikipedia stwierdza, że wiązania wodorowe, które posiadają dwie nici nukleotydów, tworzą się tylko pomiędzy parami zasad. Pary zasad opisują dwie różne zasady azotowe, które wiążą się z reguły.
