La razón principal de la afinidad específica de los nucleótidos se encuentra en su naturaleza química.
Para que el emparejamiento de las bases nitrogenadas ocurra se requiere que una purina se una a una pirimidina. La adenina y guanina son purinas, mientras que la citosina y timina son pirimidinas. Por esta razón la adenina se une con timina y la guanina con citosina.
La unión entre un nucleótido y su complemento ocurre mediante los enlaces o puentes de hidrógeno. La adenina y timina se unen especificamente mediante dos puentes de hidrógeno, mientras que la guanina y citosina lo hacen mediante enlaces triples.
