弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和詹姆斯·沃森（James Watson）描述了DNA的双螺旋结构。当沃森和克里克将注意力转向解决DNA的化学结构时，已知DNA具有以下属性：
DNA由核苷酸组成，核苷酸是由三部分组成的化学构件：与脱氧核糖相连的磷酸基团，脱氧核糖又与四种含氮碱基之一相连 – 腺嘌呤（A），胞嘧啶（C），鸟嘌呤（G）或胸腺嘧啶（T）。核苷酸串联成链，磷酸盐和糖基团交替出现。Phoebus Levene已经确定了这些化学特性。
在任何给定类型细胞的DNA中，腺嘌呤的量大约等于胸腺嘧啶的量，而胞嘧啶的量大约等于鸟嘌呤的量。欧文·查加夫（Erwin Chargaff）在1949年就证明了这一点。
罗莎琳德·富兰克林和莫里斯·威尔金斯获得的X射线衍射图揭示了DNA结构的巨大对称性和一致性，并提供了有关其尺寸的重要线索。
沃森和克里克先于其他人跑去寻找结构。他们正在与莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）竞争，后者早些时候发现了一些蛋白质分子的α螺旋结构。当沃森和克里克仍在研究他们的模型时，鲍林发表了一篇论文，提出了DNA的三螺旋结构。其他人很快意识到该模型存在化学缺陷。Watson和Crick使用底座的剪纸和机械车间的金属废料来制作自己的模型。
他们的模型揭示了以下重要特性：
DNA是一个双螺旋，核苷酸的糖和磷酸部分形成螺旋的两条链，核苷酸碱基指向螺旋并相互堆叠。
核苷酸碱基使用氢键特异性配对，A总是与T相对，C总是与G相对。
双螺旋的两条线以相反的方向运行。
他们发表在《自然》杂志上的900字论文得出了著名的结论：“我们并没有逃脱我们的注意，我们假设的特定配对立即表明了遗传物质的可能复制机制。
