碱基是核酸、核苷、核苷酸的成分;它是指嘌呤和嘧啶的衍生物。DNA和RNA的主要碱基略有不同，其重要区别是：胸腺嘧啶是DNA的主要嘧啶碱，在RNA中极少见;相反，尿嘧啶是RNA的主要嘧啶碱，在DNA中则是稀有的。
碱基通过共价键与核糖或脱氧核糖的1位碳原子相连而形成的化合物叫核苷。核苷再与磷酸结合就形成核苷酸，磷酸基接在五碳糖的5位碳原子上。5种碱基都是杂环化合物，氮原子位于环上或取代氨基上，其中一部分(取代氨基，以及嘌呤环的1位氮、嘧啶环的3位氮)直接参与碱基配对。
DNA(脱氧核糖核酸)的结构出奇的简单。DNA分子由两条很长的糖链结构构成骨架，通过碱基对结合在一起，就象梯子一样。整个分子环绕自身中轴形成一个双螺旋。两条链的空间是一定的，为2nm。在形成稳定螺旋结构的碱基对中共有4种不同碱基。碱基还构成一些生命必须物质或是重要的辅酶，如ATP,GTP,CoA等，对生命活动的作用非常大。DNA碱基序列决定其光敏性假设获证实。DNA分子在所有生命形态中扮演着遗传信息载体的角色，对紫外光的修改具有高度的抵抗性，但要理解其光稳定性的机制还存在一些令人费解的问题。一个重要方面是，构成DNA分子的4种碱基之间的相互作用。姆普斯教授表示，DNA通过其复杂的双螺旋结构达成其高度的光稳定性。在单股DNA链中，碱基之间的相互作用是一个堆叠在另一个之上，而且在双螺旋中，两个互补单股的碱基对之间的氢键发挥了关键作用。通过观察到的不同交互作用，DNA在某种程度上自己达成了“太阳防护”。论文作者尼娜·施瓦尔博在合成DNA分子中的过程中研究了各种不同的碱基组合。利用飞秒脉冲激光光谱学，她测量了每种组合所释放出来的特征能量。她发现，对某些碱基组合而言，这些荧光发射的“寿命”只有约100飞秒，但对其他组合而言，时间可长达数千倍。
除主要碱基外，核酸中也有一些含量很少的稀有碱基。稀有碱基的结构多种多样，多半是主要碱基的甲基衍生物。tRNA往往含有较多的稀有碱基，有的tRNA含有的稀有碱基达到10%。
