الحمض النووي (DNA) عبارة عن مجموعة من التعليمات. فهو يُخبر خلاياك بكيفية بناء البروتينات، ومتى تنقسم، وكيف تستجيب للإشارات. وهو عبارة عن حلزون مزدوج، عبارة عن خيطين ملتفين حول بعضهما البعض، مرتبطين معًا بأزواج من القواعد النيتروجينية: الأدينين مع الثايمين، والجوانين مع السيتوزين. ويُشفّر تسلسل هذه القواعد المعلومات. يحتوي الجينوم البشري على حوالي ثلاثة مليارات زوج من القواعد النيتروجينية.

يُعبأ الحمض النووي (DNA) في كروموسومات. يمتلك الإنسان 23 زوجًا، زوج من كل والد. الجينات هي أجزاء من الحمض النووي تُشفّر البروتينات أو جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) الوظيفية. بين الجينات توجد مناطق تنظيمية تتحكم في وقت ومكان التعبير الجيني. الجينوم ليس مجرد قائمة من الجينات، بل هو شبكة تنظيمية معقدة.

يُنسخ الحمض النووي (DNA) عند انقسام الخلايا، وقد تؤدي الأخطاء في النسخ إلى حدوث طفرات. بعض هذه الطفرات غير ضارة، بينما يُسبب بعضها الآخر أمراضًا. بعضها وراثي، وبعضها الآخر ينشأ خلال الحياة نتيجة الإشعاع أو المواد الكيميائية أو أخطاء عشوائية. ويساهم تراكم الطفرات مع مرور الوقت في الشيخوخة والإصابة بالسرطان.

يُعدّ الحمض النووي أداةً أيضاً. فمن خلال تسلسله، يُمكن تشخيص الأمراض، وتحديد هوية الأفراد، وتتبّع الأنساب. كما يُمكن تعديله لتصحيح الطفرات. أما تركيبه فيُمكنه إنشاء جينات جديدة. لقد أصبح جزيء الوراثة جزيء الهندسة.