DNA链是双螺旋结构的长链分子，两条链之间以氢键连接。DNA复制时，两条链会解开螺旋形成两条单链，然后以两条单链各自为模板，按照碱基配对规则，单独的核苷酸分子组装成新的DNA双链。

新和成的DNA分子双链中，其中的一条单链是源自原始DNA分子的，另一条单链则是新合成的，即半保留复制。DNA复制是有方向性的，由于DNA的两条单链是反向的，因此，一条单链的合成是按照顺序依次合成的，另一条单链合成则是反方向分段合成若干片段，在依次连接成长链的。