Deoksyryboza to monosacharyd o pięciu atomach węgla, co oznacza, że jest cukrem prostym, z którego powstają większe, bardziej złożone cząsteczki. Ta cząsteczka składa się z zespołu atomów węgla w kształcie pięciokąta. Ma kształt pierścienia i składa się z pięciu atomów węgla, dziesięciu atomów wodoru i czterech atomów tlenu. Budowa tej cząsteczki jest podobna do innych monosacharydów, takich jak ryboza, glukoza i fruktoza.
Deoksyryboza i ryboza są cukrami pięciowęglowymi, ale różnią się od siebie w bardzo specyficzny sposób. W rybozie cząsteczka hydroksylu (wodór-tlen) jest przyłączona do trzech cząsteczek węgla, ale w dezoksyrybozie jeden z atomów węgla w pierścieniu deoksy nie ma atomu tlenu, a zamiast tego ma dołączony tylko atom wodoru. W rzeczywistości dezoksyryboza powstaje przez usunięcie tlenu z cząsteczki rybozy. Ten brakujący tlen jest czynnikiem różnicującym te dwa cukry, a przedrostek „de” oznacza liczbę ujemną, czyli to, że cząsteczka rybozy to mniej niż jedna cząsteczka tlenu.
Deoksyryboza znajduje się w komórkach wszystkich żywych organizmów, ponieważ jest kluczowym składnikiem kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA). DNA składa się z dwóch połączonych ze sobą łańcuchów nukleotydów. Nukleotyd powstaje, gdy 5-węglowy cukier wiąże się z grupą fosforanową i zasadą zawierającą azot. Nukleotydy mogą zawierać cukier dezoksyrybozowy lub rybozowy jako cukier 5-węglowy i w zależności od użytego cukru, utworzony kwas nukleinowy będzie albo DNA, albo kwasem rybonukleinowym (RNA).
Gdy tworzy się nukleotyd, zasada organiczna, taka jak adenina, tymina, guanina lub cytozyna, wiąże się z pierwszym węglem w kształcie pięciokąta dezoksyrybozy, podczas gdy grupa fosforanowa jest związana z piątym węglem. Nukleotydy łączą się następnie między trzecim a piątym atomem węgla cząsteczek dezoksyrybozy. Ta metoda wiązania tworzy łańcuch nukleotydowy, którego wszystkie zasady znajdują się po tej samej stronie łańcucha.
Kiedy DNA tworzy swoją strukturę podwójnej helisy, powstają wiązania między komplementarnymi zasadami dwóch łańcuchów nukleotydów. Adenina i tymina łączą się przez dwa wiązania wodorowe, a para guanina i cytozyna przez trzy wiązania wodorowe. Uważa się, że fakt, że cząsteczka hydroksylu została zastąpiona atomem wodoru, nadaje dezoksyrybozie odpowiedni kształt, aby umożliwić uformowanie się struktury cząsteczek DNA. Daje to siłę spirali, a także elastyczność w zakresie zagęszczania ważnych informacji na małym obszarze komórki. Kod, który powstaje w wyniku wiązania nukleotydów tworzących łańcuch kwasu nukleinowego, dostarcza komórce informacji genetycznej.