W organizmach eukariotycznych większość DNA znajduje się w jądrze komórki w postaci łańcucha chromosomów. Eukarioty mają również dodatkowy chromosomalny DNA, który znajduje się w różnych organellach komórkowych znajdujących się na zewnątrz jądra, głównie w mitochondriach i chloroplastach.
Mitochondria zawierają tylko bardzo ograniczoną ilość DNA, która jest ułożona w małe, okrągłe cząsteczki. Te cząsteczki mitochondrialnego DNA zawierają tylko kilka genów mitochondrialnych, które są wykorzystywane do syntezy białek. Wszystkie organizmy zdolne do fotosyntezy mają również niewielką ilość DNA w swoich chloroplastach. Ten DNA może występować w postaci kołowej cząsteczki lub łańcucha liniowego. Oba typy są również używane w niektórych funkcjach syntezy, podobnie jak mitochondrialne DNA.
DNA w chromosomie występuje w postaci dwóch pasm połączonych ze sobą w podwójną spiralną spiralę. Każda nić składa się z różnych nukleotydów, z których każdy składa się z kilku oddzielnych części. Każdy nukleotyd składa się z grupy fosforanowej, cukru i jednej z czterech różnych zasad azotowych: adeniny, guaniny, cytozyny lub tyminy. Kiedy te nukleotydy łączą się, tworząc nić DNA, kolejność określonych zasad azotowych określa, które geny są wyrażane.
