通过碱基连接可以形成一个具体明确的结构。这使核酸结构的组合容易通过核酸设计得到控制。这种特性在其他被用于纳米技术的材料中并不存在（包括蛋白质和纳米颗粒）。核酸分子的结构由含不同碱基的核苷酸的排列顺序决定。在脱氧核糖核酸中，四个碱基为腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和胸腺嘧啶。如果核酸的两条链是互补的，它们将相互连接形成双螺旋结构（A-T，C-G）。因为正确的碱基配对是积极有利的，在大多数情况下，核酸链相互连接时，都要使正确配对的碱基数目最大化。链中碱基的排列决定了连接的方式和整体结构，这简单可控。在DNA纳米技术