Organik bazlar, nükleotitlerin yapısında görev alan ve bulunan moleküllerdir. Nükleotitler ise bir fosfat, bir riboz şekeri veya bir deoksiriboz şekeri ve bir azotlu organik bazdan oluşurlar. Organik bazlar, karbon (C), hidrojen (H), oksijen (O) ve azot (N) atomlarından meydana gelirler ve organik moleküllerdir. Organik bazlar, tek halkalı (pirimidinler) ve çift halkalı (pürinler) olmak üzere iki gruba ayrılır.

Sitozin, guanin, adenin ve timin ile birlikte DNA ve RNA'da bulunan temel organik bazlardandır. Heterosiklik aromatik halka (bir tane) ve iki tane substituent (yan grup) içeren bir pirimidin türevidir. Watson-Crick baz eşleşmesine göre üç hidrojen bağı ile guanin ile bağlanabilir ve baz çifti oluşturur.

Timin, DNA'da bulunan ve nükleotitlerin yapısında yer alan bir organik bazdır. Adenin ile baz çifti oluşturabilir. Timin ve adenin arasında iki zayıf hidrojen bağı bulunur. Eğer timin, deoksiriboz ile bağ kurarsa timidin adı verilen nükleoziti oluşturur. Bir, iki veya üç fosforik asit grubuyla birleştiğinde ise sırasıyla timidin monofosfat (TMP), timidin difosfat (TDP) veya timidin trifosfat (TTP) oluşur.

Urasil, yalnızca RNA'nın yapısında bulunan, suda çözünebilen bir organik bazdır. Sitozin ve timin ile birlikte üç pirimidinden biridir. DNA'da ise urasil yerine timin kullanılır. Urasil, adenin ile iki hidrojen bağı kurarak baz çifti oluşturabilir. Urasil, timine kıyasla sitozinde daha kolay bozunabilir ve urasilin timinden en önemli farkı, timinde bulunan metil grubunun urasilde bulunmamasıdır.

Adenin, pürin bazlarından biridir ve hem DNA hem de RNA'da bulunan nükleotitlerin yapısında yer alır. Adenin, DNA'da timinle ve RNA'da urasil ile hidrojen bağları sayesinde bağ kurarak nükleik asitlerin yapısını sabitler. Hücre metabolizmasında enerji taşınmasının temel yöntemlerinden biri olan ATP (adenozin trifosfat), adeninin çeşitli şekillerde bağ kurmasıyla oluşur. Eğer adenin, riboza bağlanırsa adenozin; deoksiribozla bağlanırsa deoksiadenozin; adenozine üç fosfat grubu bağlanırsa adenozin trifosfat yani ATP oluşur.

Guanin, RNA ve DNA nükleik asitlerinde bulunan önemli organik bazlardan biridir. Bir pürin türevidir ve Watson-Crick baz eşleşmelerinde üçlü hidrojen bağı ile sitozin ile bağlanabilir. Guanin nükleotitine guanozin adı verilir.