به‌طورکلی در فرایند همانندسازی DNA می‌توان مراحل زیر را از یکدیگر مجزا کرد:
مرحلهٔ نخست
قبل از شروع همانندسازی، دور زنجیرهٔ DNA، با شکستن پیوندهای بین بازها نیتروژن دار از یکدیگر جدا می‌شوند. هم‌زمان با جدا شدن این دوزنجیره از یکدیگر، پروتئین‌هایی به هر یک از رشته‌های DNA متصل و آن‌ها را از یکدیگر جدا نگه می‌دارند و بدین ترتیب از تشکیل مجدد مارپیچ مضاعف جلوگیری می‌کند.
در این هنگام، دوزنجیرهٔ مکمل DNA، ساختار شبیه به حرف Y به خود می‌گیرد.
مرحلهٔ دوم
از این محل، آنزیم‌هایی به نام DNA پلی مراز در طول هر رشتهٔ DNA حرکت می‌کنند و نوکلئوتیدها را در برابر نوکلئوتیدهای مکمل خود قرار می‌دهند
مرحلهٔ سوم
هر DNA پلی مراز، بر اساس ردیف نوکلئوتیدهای رشتهٔ DNA قدیمی، نوکلئوتیدها را به رشتهٔ در حال ساخت رشته جدید اضافه می‌کند تا ساخت رشتهٔ DNA جدید پایان یابد.
مونومرهای RNA و DNA شامل یک قند ساده، یکی از بازهای نیتروژنی و یک یا دو واحد اسید فسفریک هستند. نوکلئوتیدهای RNA و DNA ازنظر ساختاری تنها در قند و یک باز تفاوت دارند. پلی نوکلئوتیدهایی با وزن‌های مولکولی تا چند میلیون شناخته‌شده‌اند. ردیف نوکلئوتیدها در زنجیر پلی نوکلئوتیدی ساختار نوع اول این زنجیر است.
ساختار دوم DNA یک مارپیچ دوگانه است. دو زنجیر DNA به نحوی به یکدیگر پیچ‌خورده‌اند که بازها درون مارپیچ واقع‌شده‌اند. ساختار از طریق پیوندهای هیدروژنی بین بازهای یک زنجیر و بازهای زنجیر دیگر به هم متصل شده‌اند. چهار بنیان باز موجود در DNA از تیمین (T)، آدنین (A)، گوانین (G) و سیتوزین (C) تشکیل‌شده است.
موقعیت اتم‌ها این امکان را فراهم می‌سازد تا دو پیوند قوی هیدروژنی بین A از یک زنجیر و T از زنجیر دیگر مارپیچ دوگانه به وجود آید. گوانین (G) و سیتوزین (C) به همین نحو همدیگر را تکمیل می‌کنند. بین این زوج باز سه پیوند قوی هیدروژنی تشکیل می‌شود.
در هر نمونه DNA مقدار A با T و نیز G با C یکسان است. بازهایی که به یک زنجیر DNA متصل است بازهای متصل به زنجیر دیگر DNA را تکمیل می‌کنند.
اگر یک A روی زنجیر ۱ وجود داشته باشد، T روی زنجیر ۲ مخالف آن خواهد داشت و اگر یک T روی زنجیر ۱ وجود داشته باشد، A روی زنجیر ۲ مخالف آن وجود خواهد داشت. همین نحوه جفت شدن بین C و G روی می‌دهد.
دو جفت پیوند هیدروژنی تقریباً طول یکسان دارند و درنتیجه دو زنجیر مارپیچ دوگانه به یک‌فاصله از همدیگر قرار می‌گیرند.
مولکول‌های RNA به‌صورت تک‌رشته‌ای قرار دارند و فقط در بعضی از انواع آن‌هم در مواقعی خاص پیوندهای هیدروژنی در داخل یک زنجیره ایجاد می‌شود که می‌توان مولکول mRNA را نام برد.
