Un nucleótido es la unidad estructural o monómero de los ácidos nucleicos: una molécula formada por la unión de una base nitrogenada, una pentosa y uno o más grupos fosfato.
Muchos nucleótidos, además, no forman parte de ningún ácido nucleico y actúan libres en la célula, como el ATP o los coenzimas.

La disposición es siempre la misma: la pentosa ocupa el centro y a ella se unen las otras dos piezas por lados opuestos. La base nitrogenada se enlaza al carbono
mediante un enlace N-glucosídico, y el grupo fosfato al hidroxilo del carbono
mediante un enlace éster fosfórico. En ambos casos se pierde una molécula de agua.
El conjunto de base y pentosa, sin el fosfato, recibe el nombre de nucleósido. Al añadirle el fosfato se obtiene el nucleótido.
La pentosa es la ribosa en los ribonucleótidos y la desoxirribosa en los desoxirribonucleótidos, y la base puede ser púrica —adenina o guanina— o pirimidínica —citosina, timina en el ADN y uracilo en el ARN.
Cuando los nucleótidos polimerizan, el fosfato del carbono
de uno se une al hidroxilo del carbono
del siguiente mediante un enlace fosfodiéster.
La función principal es ser los sillares con los que se construyen el ADN y el ARN, y por tanto el soporte material de la información genética.
Como nucleótidos libres cumplen otras tres funciones destacadas. Energética: el ATP es la moneda energética de la célula, y su hidrólisis paga las reacciones que consumen energía. De transporte de electrones: el
, el NADP y el
son coenzimas de oxidorreducción que recogen el poder reductor del catabolismo y lo ceden a la cadena respiratoria o a las vías de biosíntesis. Y de señalización: el AMP cíclico es un segundo mensajero que transmite dentro de la célula la señal recibida por un receptor de membrana.
A ellas se suma su papel como transportadores de grupos químicos, como el coenzima A, que lleva grupos acilo.