DNA的二級結構是雙螺旋結構，其特點為： 1）兩條鏈方向相反、相互平行、主鏈是磷酸戊糖鏈，處於螺旋外側。 2）鹼基在螺旋內側並配對存在，A與T配對的G與C配對，A與T之間二個氫鍵相連（A-T），G與C之間三 個氫鍵相鏈（G-C）。 3）螺旋直徑2nm，二個鹼基對平面距0.34mm，10bp為一螺距，距離為3.4nm。 4）穩定因素主要是鹼基之間的氫鍵和鹼基對平面之間的堆積力。 DNA分子中雙螺旋或RNA分子中區域性雙螺旋可因加熱或化學試劑如尿素、甲醯胺等作用，使配對鹼基間氫鍵斷裂，有序的雙螺旋解離成無序的單鏈的過程稱核糖變性，紫外吸收值達最大增加值一半時的溫度稱核酸的變性溫度（Tm表示），DNA中G-C多，Tm高。 變性DNA分子中二條彼此分開的多核苷酸鏈間鹼基重新配對，形成雙螺旋的過程稱復性。復性後260nm紫外吸收值又重新降低至原來雙螺旋分子水平的現象稱減色效應。 雜交是指二條不同來源的變性DNA單鏈或DNA與RNA單鏈間，因有一段順序存在著鹼基配對關係，從而透過氫鍵連線生成新的DNA雙鏈或雜種DNA-RNA雙鏈的過程，它是研究核酸的重要技術。