在雙螺旋結構中,每旋轉一圈含有10個堿基對處于能量最低的狀態,少于10個就會形成右手超螺旋（順時針）,反之為左手超螺旋（逆時針）。前者稱為負超螺旋,后者稱為正超螺旋。這是一種三級構造。原核細胞中的DNA超螺旋是在DNA旋轉酶作用下,由ATP提供能量形成的環狀DNA負超螺旋,真核細胞中的DNA與組蛋白形成的核小體以正超螺旋結構存在。DNA超螺旋有兩種存在形式：具絞旋線超螺旋以及螺管式超螺旋。具絞旋線是發生在當DNA從細胞中獨立出來后形成的超螺旋狀態,而螺管式則是當DNA處于染色質中維持的超螺旋狀態。其中以螺管式纏繞的更加緊密,且需要蛋白質的輔助方能形成——染色質中組蛋白。
扭轉數（T；twisting number）纏繞數（W；writhing number）與鏈環數（L；Linking number）之間的關系可寫成：
L = T + W
其中,L（鏈環數）定義為當一個環狀雙螺旋DNA分子平鋪在平面時,一條鏈跨越另一條鏈的次數,T（扭轉數）,指一條鏈繞雙螺旋假想軸纏繞的圈數,W（纏繞數）亦稱為超螺旋數（Number Of Turns Of Superhelix）