二磷酸脫氧核糖核苷的生成在二磷酸核苷（NDP，N代表A、G、U、C、T等鹼基）水平上直接還原，即以氫取代其核糖分子中C-2的羥基而成的，催化此反應的酶是核糖核苷酸還原酶（ribonucleotide re-ductase，RR）。

首先，dUDP轉換為dUMP，有幾條途徑：一條是在核苷單磷酸激酶催化下，dUDP與ADP反應生成dUMP和ATP；另一條途徑是dUDP先形成dUTP，然後水解生成dUMP和PPi。dCMP經脫氨也可以形成dUMP。然後，dTMP是由dUMP的C-5甲基化而形成的。催化此反應的酶是胸腺嘧啶核苷酸合酶（thymidylate synthase）。DNA合成的底物為4種dNTP，一磷酸或二磷酸脫氧核苷可由激酶的催化和ATP供能而形成三磷酸脫氧核苷。

脫氧核糖核酸（英語：Deoxyribonucleic acid，縮寫為DNA）又稱去氧核糖核酸，是一種分子，可組成遺傳指令，以引導生物發育與生命機能運作。主要功能是長期性的資訊儲存，可比喻為“藍圖”或“食譜”。其中包含的指令，是建構細胞內其他的化合物，如蛋白質與RNA所需。帶有遺傳訊息的DNA片段稱為基因，其他的DNA序列，有些直接以自身構造發揮作用，有些則參與調控遺傳訊息的表現。
DNA是一種長鏈聚合物，組成單位稱為核苷酸，而醣類與磷酸分子藉由酯鍵相連，組成其長鏈骨架。每個糖分子都與四種鹼基裡的其中一種相接，這些鹼基沿著DNA長鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，是蛋白質氨基酸序列合成的依據。讀取密碼的過程稱為轉錄，是根據DNA序列複製出一段稱為RNA的核酸分子。多數RNA帶有合成蛋白質的訊息，另有一些本身就擁有特殊功能，例如rRNA、snRNA與siRNA。
在細胞內，DNA能組織成染色體結構，整組染色體則統稱為基因組。染色體在細胞分裂之前會先行複製，此過程稱為DNA複製。對真核生物，如動物、植物及真菌而言，染色體是存放於細胞核內；對於原核生物而言，如細菌，則是存放在細胞質中的類核裡。染色體上的染色質蛋白，如組織蛋白，能夠將DNA組織並壓縮，以幫助DNA與其他蛋白質進行交互作用，進而調節基因的轉錄。

脫氧核苷酸就是由脫氧核糖組成的核苷酸。

脫氧核苷酸是一類由嘌呤或嘧啶鹼基 、脫氧核糖以及磷酸三種物質組成的小分子化合物 ，是脫氧核糖核酸（簡稱DNA）的基本單位，是構成生物體遺傳物質DNA的物質基礎 。

DNA中的脫氧核苷酸共有四種，分別是：腺嘌呤脫氧核苷酸（脫氧腺苷酸，縮寫為dA）、胸腺嘧啶脫氧核苷酸（脫氧胸腺苷酸，縮寫為dT）、胞嘧啶脫氧核苷酸（脫氧胞苷酸，縮寫為dC）和鳥嘌呤脫氧核苷酸（脫氧鳥苷酸，縮寫為dG）。

這四種脫氧核苷酸按照不同的順序分子間脫水排列起來的長鏈，就是生物遺傳信息的攜帶者----DNA。