DNA và RNA là các axit nucleic, các polyme sinh học mang thông tin di truyền. Chúng được cấu tạo từ các nucleotide, mỗi nucleotide gồm một đường, một nhóm phosphate và một bazơ nitơ. DNA có deoxyribose và các bazơ adenine, thymine, guanine và cytosine. RNA có ribose và uracil thay cho thymine. Trình tự các bazơ mã hóa thông tin.

ADN là một chuỗi xoắn kép, gồm hai sợi được giữ với nhau bằng liên kết hydro giữa các bazơ bổ sung. Adenine bắt cặp với thymine. Guanine bắt cặp với cytosine. Trình tự của một sợi quyết định trình tự của sợi kia. Đó là cách thông tin di truyền được sao chép và truyền tải. RNA thường là chuỗi đơn và thực hiện nhiều chức năng: RNA thông tin mang mã di truyền, RNA vận chuyển mang các axit amin, RNA ribosome tạo thành ribosome, và RNA điều hòa kiểm soát sự biểu hiện gen.

Axit nucleic được Friedrich Miescher phát hiện vào năm 1869, nhưng vai trò của chúng trong di truyền học chỉ được xác định vào những năm 1940 và 1950. Cấu trúc xoắn kép được James Watson và Francis Crick giải mã vào năm 1953, bằng cách sử dụng dữ liệu nhiễu xạ tia X từ Rosalind Franklin và Maurice Wilkins. Phát hiện đó đã mở ra kỷ nguyên của sinh học phân tử.

Axit nucleic được sử dụng trong y học, pháp y và công nghệ sinh học. Giải trình tự DNA giúp chẩn đoán bệnh, xác định danh tính cá nhân và truy tìm nguồn gốc tổ tiên. PCR khuếch đại DNA để phân tích. CRISPR chỉnh sửa gen. Vắc xin mRNA hướng dẫn tế bào sản xuất kháng nguyên. Axit nucleic là phân tử của sự sống và là công cụ của công nghệ sinh học.