โพลีนิวคลีโอไทด์เกิดจากการเชื่อมต่อกันของนิวคลีโอไทด์เป็นสายยาวๆ โดยไม่มีการแตกแขนง การเชื่อมต่อกันของนิวคลีโอไทด์นั้นเกิดจากการสร้างพันธะเอสเธอร์ระหว่างหมู่ฟอสเฟตที่ตำแหน่ง 5′ ของนิวคลีโอไทด์หนึ่ง กับหมู่ไฮดรอกซีที่ตำแหน่ง 3′ ของอีกหน่วยนิวคลีโอไทด์ เป็นเหตุให้โมเลกุลของโพลีนิวคลีโอไทด์มีปลาย ๒ ปลาย คือปลาย 5′-phosphate กับปลาย 3′-OH ตามตัวอย่าง
จากตัวอย่างจะเห็นว่าโพลีนิวคลีโอไทด์มีโครงสร้างสองส่วนคือ ส่วนที่เป็นแกน (back bone) ประกอบขึ้นจากฟอสเฟตและน้ำตาลไรโบสเรียงสลับกัน กับส่วนที่เป็นกิ่งยื่นออกจาก back bone คือเบสไนโตรเจน ซึ่งมีความแตกต่าง หลากหลายกันไปตามแต่ชนิดของโพลีนิวคลีโอไทด์เอง
จากตัวอย่างจะเห็นว่าโพลีนิวคลีโอไทด์มีโครงสร้างสองส่วนคือ ส่วนที่เป็นแกน (back bone) ประกอบขึ้นจากฟอสเฟตและน้ำตาลไรโบสเรียงสลับกัน กับส่วนที่เป็นกิ่งยื่นออกจาก back bone คือเบสไนโตรเจน ซึ่งมีความแตกต่าง หลากหลายกันไปตามแต่ชนิดของโพลีนิวคลีโอไทด์เอง