Viis alust on adeniin, guaniin, tsütosiin, tümiin ja uratsiil, millel on vastavalt sümbolid A, G, C, T ja U. Nukleotiidi nimena kasutatakse tavaliselt aluse nime, ehkki see on tehniliselt vale. Alused ühinevad suhkruga, et saada nukleotiididest adenosiin, guanosiin, tsütidiin, tümidiin ja uridiin.
Nukleotiide nimetatakse nende sisalduvate fosfaatide jääkide arvu põhjal. Näiteks nukleotiidi, millel on adeniini alus ja kolm fosfaatjääki, nimetaksime adenosiintrifosfaadiks (ATP). Kui nukleotiidil on kaks fosfaati, oleks see adenosiindifosfaat (ADP). Üksiku fosfaadi olemasolul on nukleotiidiks adenosiinmonofosfaat (AMP).
Ehkki enamik inimesi õpib ainult viit peamist nukleotiiditüüpi, on ka teisi, sealhulgas näiteks tsüklilised nukleotiidid (nt 3'-5'-tsükliline GMP ja tsükliline AMP). Aluseid saab metüülida ka erinevate molekulid.
Mõlemad DNA ja RNA kasutage nelja alust, kuid nad ei kasuta kõiki samu. DNA kasutab adeniini, tümiini, guaniini ja tsütosiini, RNA aga adeniini, guaniini ja tsütosiini, kuid tümiini asemel on uratsiil. Molekulide spiraal moodustub siis, kui kaks komplementaarset alust moodustavad omavahel vesiniksidemeid. Adeniin seondub tümiiniga (A-T) DNA-s ja uratsiiliga RNA-s (A-U). Guaniin ja tsütosiin täiendavad teineteist (G-C).
Et moodustada nukleotiid, alus ühendatakse riboosi või desoksüboosi esimese või primaarse süsinikuga. Suhkru number 5 süsinik ühendub fosfaatrühma hapnikuga. DNA või RNA molekulides moodustab ühest nukleotiidist pärit fosfaat fosfodiestersideme järgmise nukleotiidsuhkru arvuga 3 süsiniku suhtes.
Adeniini keemiline valem on C5H5N5. Adeniin (A) seondub tümiini (T) või uratsiiliga (U). See on oluline alus, kuna seda kasutatakse mitte ainult DNA-s ja RNA-s, vaid ka energiakandjana molekuli ATP, kofaktori flavin adeniini dinukleotiidi ja kofaktori nikotiinamiidi adeniini dinukleotiid (NAD).
Kuigi inimesed kipuvad nukleotiide viitama nende aluste nimede järgi, pole adeniin ja adenosiin samad asjad. Adeniin on puriini aluse nimi. Adenosiin on suurem nukleotiidimolekul, mis koosneb adeniinist, riboosist või desoksüboosist ja ühest või enamast fosfaadirühmast.
Puriini guaniini keemiline valem on C5H5N5O Guaniin (G) seondub nii DNA-s kui RNA-s ainult tsütosiiniga (C).
Tsütosiin võib spontaanselt muutuda uratsiiliks. Kui mutatsiooni ei parandata, võib see jätta uratsiili jäägi DNA-sse.
Uracil on a nõrk hape mille keemiline valem on C4H4N2O2. Uratsiili (U) leidub RNA-s, kus see seondub adeniiniga (A). Uratsiil on tümiini aluse demetüülitud vorm. Molekul taastub ise läbi fosforibosüültransferaasi reaktsioonide komplekti.