1953年，Watson和Crick提出了著名的DNA分子的双螺旋结构模型，揭示了遗传信息是如何储存在DNA分子中，以及遗传性状何以在世代间得以保持。这是生物学发展的重大里程碑。
在DNA双螺旋结构模型建立之前，早在1868年，Miescher已经从脓细胞提取到核酸与蛋白质的复合物，当时称为核素(nuclein)。但核酸在生命活动中的重要地位，却迟至本世纪50年代才被认识。
本世纪20年代，Levene研究了核酸的化学结构并提出四核苷酸假说；40年代末，Avery,Hershey和Chase的实验严密地证实了DNA就是遗传物质；50年代初，Chargaff应用紫外分光光度法结合纸层析等简单技术，对多种生物DNA作碱基定量分析，发现DNA碱基组成有如下规律：
(1)同一生物的不同组织的DNA碱基组成相同；
(2)一种生物DNA碱基组成不随生物体的年龄、营养状态或者环境变化而改变；(3)几乎所有的DNA，无论种属来源如何，其腺嘌呤摩尔含量与胸腺嘧啶摩尔含量相同([A］=［T])，鸟嘌呤摩尔含量与胞嘧啶摩尔含量相同([G］=［C])，总的嘌呤摩尔含量与总的嘧啶摩尔含量相同(［A＋G］=［C]＋［T])。
(4)不同生物来源的DNA碱基组成不同，表现在A＋T/G＋C比值的不同；这些结果后来为DNA的双螺旋结构模型提供了一个有力的佐证。
Watson和Crick以立体化学原理为准则，对Wilkins和Franklin的DNA X射线衍射分析结果加以研究，提出了DNA结构的双螺旋模式（如下图），其主要内容如下： 
