Na formação dos ácidos nucléicos, os nucleotídeos unem-se por meio de ligações fosfodiésteres (pontes feitas pelos grupos fosfatos), estabelecidas no momento em que um grupo 5'-hidroxila de uma unidade nucleotídica une-se ao grupo 3'-hidroxila do nucleotídeo seguinte. Assim estabelece-se o esqueleto covalente dos ácidos nucléicos, com resíduos de fosfatos e pentoses alternadas, podendo as bases nitrogenadas serem consideradas cadeias laterais.

Ressalta-se que as ligações fosfodiésteres possuem a mesma orientação na cadeia, o que confere polaridade específica e distinta nas extremidades 5' e 3', a primeira não possuindo o nucleotídeo na posição 5' e a segunda não o possuindo na posição 3'.

Tendo essa estrutura linear em mente, pode-se partir para a estrutura do DNA e do RNA.