生物體中常見的堿基有5種，分別是腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U） ，2019年又人工合成了4種堿基，美國科學家StevenA. Benner將這4個新成員分別命名為“Z”“P”“S”“B”（顧名思義，前5種堿基中，腺嘌呤和鳥嘌呤屬于嘌呤族（縮寫作R），它們具有雙環結構。
胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶屬于嘧啶族（Y），它們的環系是一個六元雜環。它們也被稱為主要或標準堿基。
它們是組成遺傳密碼的基本單元，其中堿基A、G、C和T存在于DNA中，而A、G、C和U存在于RNA中。值得注意的是，胸腺嘧啶比尿嘧啶多一個5位甲基，這個甲基增大了遺傳的準確性。堿基通過共價鍵與核糖或脫氧核糖的1位碳原子相連而形成的化合物叫核苷。
核苷再與磷酸結合就形成核苷酸，磷酸基接在五碳糖的第5位碳原子上）。