Η δεοξυριβόζη είναι ένας μονοσακχαρίτης πέντε άνθρακα, που σημαίνει ότι είναι ένα απλό σάκχαρο που χρησιμοποιείται για να σχηματίσει μεγαλύτερα, πιο πολύπλοκα μόρια. Αυτό το μόριο αποτελείται από ένα συγκρότημα ατόμων άνθρακα σε σχήμα πενταγώνου. Έχει σχήμα δακτυλίου και αποτελείται από πέντε άτομα άνθρακα, δέκα άτομα υδρογόνου και τέσσερα άτομα οξυγόνου. Η συναρμολόγηση αυτού του μορίου είναι παρόμοια με άλλους μονοσακχαρίτες, όπως ριβόζη, γλυκόζη και φρουκτόζη.
Η δεοξυριβόζη και η ριβόζη είναι και τα δύο σάκχαρα πέντε άνθρακα, ωστόσο διαφέρουν μεταξύ τους με έναν πολύ συγκεκριμένο τρόπο. Στη ριβόζη, ένα μόριο υδροξυλίου (υδρογόνου-οξυγόνου) συνδέεται με τρία από τα μόρια άνθρακα, αλλά στην δεοξυριβόζη, ένας από τους άνθρακες στο δακτύλιο δεοξυ λείπει ένα άτομο οξυγόνου και έχει μόνο ένα άτομο υδρογόνου προσαρτημένο σε αυτό. Στην πραγματικότητα, η δεοξυριβόζη προέρχεται αφαιρώντας το οξυγόνο από το μόριο ριβόζης. Αυτό το οξυγόνο που λείπει είναι ο διαφοροποιητικός παράγοντας μεταξύ αυτών των δύο σακχάρων και το πρόθεμα “de” υποδηλώνει αρνητικό ή ότι ένα μόριο ριβόζης είναι λιγότερο από ένα μόριο οξυγόνου.
Η δεοξυριβόζη βρίσκεται στα κύτταρα όλων των ζωντανών οργανισμών, καθώς αποτελεί βασικό συστατικό του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA). Το DNA αποτελείται από δύο αλυσίδες νουκλεοτιδίων που συνδέονται μεταξύ τους. Ένα νουκλεοτίδιο σχηματίζεται όταν μια ζάχαρη 5 άνθρακα συνδέεται με μια φωσφορική ομάδα και μια βάση που περιέχει άζωτο. Τα νουκλεοτίδια μπορούν να έχουν είτε μια δεοξυριβόζη είτε ζάχαρη ριβόζης ως τη ζάχαρη 5 άνθρακα, και ανάλογα με το ποια ζάχαρη χρησιμοποιείται, το νουκλεϊκό οξύ που σχηματίζεται θα είναι είτε DNA είτε ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA).
Όταν σχηματίζεται ένα νουκλεοτίδιο, μια οργανική βάση, όπως η αδενίνη, η θυμίνη, η γουανίνη ή η κυτοσίνη, συνδέεται με τον πρώτο άνθρακα του σχήματος πενταγώνου της δεοξυριβόζης, ενώ η φωσφορική ομάδα συνδέεται με τον πέμπτο άνθρακα. Τα νουκλεοτίδια στη συνέχεια συνδέονται μεταξύ του τρίτου και του πέμπτου άνθρακα των μορίων δεοξυριβόζης. Αυτή η μέθοδος σύνδεσης δημιουργεί μια νουκλεοτιδική αλυσίδα που έχει τις βάσεις όλες στην ίδια πλευρά της αλυσίδας.
Όταν το DNA σχηματίζει τη δομή διπλής έλικάς του, σχηματίζονται δεσμοί μεταξύ συμπληρωματικών βάσεων δύο αλυσίδων νουκλεοτιδίων. Η αδενίνη και η θυμίνη ενώνονται μεταξύ τους μέσω δύο δεσμών υδρογόνου και ζευγάρι γουανίνης και κυτοσίνης μέσω τριών δεσμών υδρογόνου. Πιστεύεται ότι το γεγονός ότι το μόριο υδροξυλίου αντικαταστάθηκε από άτομο υδρογόνου είναι αυτό που δίνει στη δεοξυριβόζη το σωστό σχήμα που επιτρέπει τη δημιουργία της δομής των μορίων του DNA. Αυτό δίνει τη δύναμη της έλικας καθώς και την ευελιξία να συμπιέσει τις σημαντικές πληροφορίες στη μικρή περιοχή του κελιού. Ο κώδικας που σχηματίζεται λόγω της σύνδεσης των νουκλεοτιδίων για να σχηματίσει την αλυσίδα νουκλεϊκών οξέων είναι αυτός που παρέχει τις γενετικές πληροφορίες στο κύτταρο.