Het type binding dat de basen bij elkaar houdt in een dubbele DNA-helix, wordt een waterstofbinding genoemd. Waterstofbruggen zijn zwakke chemische bindingen die ontstaan ​​tussen een elektronegatief atoom en een waterstofatoom dat aan een elektronegatief atoom is gebonden. In DNA vormen zich waterstofbruggen tussen de stikstofatomen in de purines (adenine en guanine) en de zuurstofatomen in de pyrimidines (thymine en cytosine). De waterstofbruggen tussen de basenparen houden de twee DNA-strengen bij elkaar in de dubbele helix.