O tipo de ligação que mantém as bases emparelhadas em uma dupla hélice do DNA é chamada de ligação de hidrogênio. As ligações de hidrogênio são ligações químicas fracas que se formam entre um átomo eletronegativo e um átomo de hidrogênio que está ligado a um átomo eletronegativo. No DNA, as ligações de hidrogênio se formam entre os átomos de nitrogênio nas purinas (adenina e guanina) e os átomos de oxigênio nas pirimidinas (timina e citosina). As ligações de hidrogênio entre os pares de bases são o que mantém as duas fitas de DNA unidas na dupla hélice.