结构.Z-DNA的双股螺旋为左旋型态，与B-DNA的右旋型态明显有所差别。其结构每两个硷基对重复出现一次。大小螺旋凹槽之间的差别较A型及B型小，只在宽度上有些微差异。这种型态并不常见，但某些特定情况可增加其存在的可能，如嘌呤-嘧啶交替序列、DNA超螺旋，或盐份与某些阳离子浓度高时。Z-DNA能够与B-DNA构成相互结合型态，这种结构会使一对硷基突出于双螺旋之外。