Un deossiribonucleotide è il monomero (o singola unità) di DNA. Ogni deossiribonucleotide è costituito da tre parti: una base azotata, uno zucchero deossiribosio ed uno o più gruppi fosfato. La base azotata è sempre legata al carbonio 1′ del deossiribosio, che si distingue dal ribosio per la presenza di un protone sul carbonio 2′ al posto di un gruppo —OH. Il gruppo fosfato si trova legato al carbonio 5′ del deossiribosio. Quando i deossiribonucleotidi si polimerizzano a formare il DNA, il gruppo fosfato di un nucleotide si lega al carbonio 3′ del successivo nucleotide tramite un legame fosfodiestere. I nuovi nucleotidi vengono sempre aggiunti al carbonio 3′ dell’ultimo nucleotide, quindi la sintesi procede dall’estremità 5′ alla 3′.