第一步是决定如何用核酸链构建目标结构。这一步决定了其二级结构和连接点位。有如下一些方法：
序列设计.在用上述方法设计了目标合成物的二级结构后，核苷酸的序列必须要确定出。许多方法都以目标结构具有最低能量为目的设计序列，因为这在热力学上是最有利的，而拆卸的结构具有更高的能量，因此不有利。这样做是可以通过更快的、简单的、启发性的方法如序列对称最小化，或使用一个完整的最邻近（nearest-neighbor）热力学模型,这更精确但更慢并且需要更密集的计算。几何模型用来测定纳米结构的三级结