分子大小

核酸分子通常很大。实际上，DNA分子可能是已知的最大的单个生物分子。

但也有比较小的核酸分子。

核酸分子的大小范围从21个核苷酸（小干扰RNA）到大染色体（人类染色体是一个含有2.47亿个碱基对的单个分子）不等。

化学组成

核酸完全水解产生嘌呤和嘧啶等碱性物质、戊糖（核糖或脱氧核糖）和磷酸的混合物。核酸部分水解则产生核酸和核苷酸。每个核苷分子含一分子碱基和一分子戊糖，一分子核苷酸部分水解后除产生核苷外，还有一分子磷酸。

DNA和RNA含有的核糖同，DNA含有脱氧核糖，而RNA含有核糖。此外，DNA和RNA中含有的碱基也有差别：DNA和RNA都含有腺嘌呤，胞嘧啶和鸟嘌呤，但DNA中不含有尿嘧啶，只有胸腺嘧啶

核酸中的糖和磷酸盐通过磷酸二酯键以交替链（糖 - 磷酸骨架）相互连接。磷酸基团所连接的碳是糖的3'-末端，与碳原子结合的碳是5'-末端，这就产生了核酸的方向性。核碱基通过N-糖苷键与糖连接。

在RNA和DNA中也发现了非标准核苷，它们通常来自DNA分子内的标准核苷或初始RNA转录物的修饰。转移RNA（tRNA）分子含有特别多的修饰核苷。

分子组成

天然存在的DNA分子在大多数情况下是双链的，而RNA分子是单链的。然而，有许多例外。一些病毒具有由双链RNA构成的基因组，而其他病毒具有单链DNA基因组 ，并且在某些情况下，可形成具有三个或四个链的核酸结构。