从受精卵产生一个活的有机体所需要的全部信息，都编码在脱氧化核糖核酸（DNA）分子上。DNA是一个链状分子，由一连串糖-磷酸酯键构成。含氮的碱基与每一个酯键相连。DNA中的四个碱基是腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤（缩写成A、T、C和G）。腺嘌呤和胸腺密啶互补固定，并形成两个氢键。然后两个糖-磷酸串互相缠绕成双螺旋结构。并通过比较弱的氢键把共价骨架固定在一起。因为存在互相匹配特点，所以只有两条链的顺序互补时，才能构成双螺旋结构。
糖-磷酸结构单位与碱基（A、T、C、G）连接后就是核苷酸。许多核苷酸连在一起就构成大分子。通过把特异性顺序标记碱基插入，这些碱基就把信息传递给大分子。这种信息可以被拷贝下来，并通过酶促合成产生副本DNA分子。该DNA的每条链都作为其互补链的指导序列。这种阅读过程涉及到互补氢键的断开和连接。因为氢键是低能键，可以顺利进行，而无需断开高能量的糖-酸共价键。因此，DNA的遗传密码及其复制可以通过化学键的能量结构的巧妙安排来完成。许多科学家经过多年来努力，于十五年前合成了第一个基因。此后，由于技术的重大进展，合成同样大小的基因，一个人只需两周就足够了。英国有许多工业实验室合成了胰岛素基因和干扰素基因。这些产品都是很有希望的医药品，并具有商业价值。最近合成核酸酶基因的目的是想促进该基因的变革，从而设法改变该蛋白质的物理和化学特性。目前，在DNA合成过程中，有一些步骤产率太低，不能常规合成较长的DNA分子。因此还需要进一步改善合成工艺。目前的方法可以制备100个碱基对长的片断，但是我们还想得到比它长10倍或100倍的片断。化学法是唯一能逐渐应用于生物学实验的方法。但是最初在这些实验室里没有建立起使用化学法的工艺技术。目前商业性合成DNA分子的成本日趋降低，但每个核苷酸仍超过200美元。耐用可*的商业DNA合成仪还刚刚开始问世。与此同时，出现了一些令人兴奋的例子，它激发了人们的胃口。人工合成的寡聚核苷酸已被应用于克隆一些有医学价值的蛋白质。如第八号因子（用于处治血友病的一种血液组份）和有重要商业价值的凝乳酶（用于制备奶酪）等。在未来的十年里，人们将继续致力于改变酶的结构，使其在工业上更有价值，改变蛋白质和多肽的结构，制备新药物，并开拓有关人类疾病和遗传调控的新知识。在所有这些努力中，化学合成DNA将起关键性作用。