Τα νουκλεοτίδια είναι χημικές ενώσεις, τα δομικά στοιχεία των νουκλεϊκών οξέων RNA και DNA.

Ένα νουκλεοτίδιο αποτελείται από μια νουκλεοβάση (αζωτούχος βάση), ένα σάκχαρο πέντε ατόμων άνθρακα (είτε ριβόζη είτε 2-δεοξυριβόζη) και μια φωσφορική ομάδα. Τα νουκλεοτίδια περιέχουν είτε μια βάση πουρίνης είτε μια βάση πυριμιδίνης. Τα ριβονουκλεοτίδια είναι νουκλεοτίδια στα οποία το σάκχαρο είναι ριβόζη. Τα δεοξυριβονουκλεοτίδια είναι νουκλεοτίδια στα οποία το σάκχαρο είναι δεοξυριβόζη.

Στο DNA, οι βάσεις πουρίνης είναι η αδενίνη και η γουανίνη, ενώ οι πυριμιδίνες είναι η θυμίνη και η κυτοσίνη. Το RNA χρησιμοποιεί ουρακίλη στη θέση της θυμίνης. Η αδενίνη ζευγαρώνει πάντα με τη θυμίνη μέσω 2 δεσμών υδρογόνου, ενώ η γουανίνη με την κυτοσίνη μέσω 3 δεσμών υδρογόνου, καθένας από τους οποίους οφείλεται στη μοναδική δομή τους.