碱基和核糖或脱氧核糖通过糖苷键形成核苷或脱氧核苷。核苷或脱氧核苷再通过酯键与磷酸连接，组成单核苷酸或脱氧单核苷酸，核糖核苷酸有核苷一磷酸（NMP）、核苷二磷酸（NDP）和核苷三磷酸（NTP）；脱氧核糖核苷酸有脱氧核苷一磷酸（dNMP）、脱氧核苷二磷酸（dNDP）和脱氧核苷三磷酸（dNTP）。许多分子的单核苷酸之间借助磷酸二酯键连接成多核苷酸，即核酸。核苷酸相互连接时，由前一个分子核苷酸的3’-OH与下一分子核苷酸的5’位磷酸之间形成3’，5’-磷酸二酯键，从而伸展成一个无分支的线性大分子，其两个末端各称为3’末端与5’末端。核酸的一级结构，是指其分子中核苷酸的排列顺序，由于组成的碱基不同，也可称为碱基顺序。DNA和RNA一级结构的书写规则是从5’端到3’端，例如：5’ATGCCGT3’。