Η κυτοσίνη είναι μία από τις πέντε αζωτούχες βάσεις που συνδέονται με ένα σάκχαρο πέντε άνθρακα, την πεντόζη και μια ομάδα φωσφορικών για την παραγωγή νουκλεοτιδίων. Τα νουκλεοτίδια είναι οι μονάδες που ενώνονται μεταξύ τους για να δημιουργήσουν μόρια DNA και RNA. Οι άλλες βάσεις, εκτός από την κυτοσίνη, που συνθέτουν ένα μόριο DNA είναι η αδενίνη, η γουανίνη και η θυμίνη. Σε ένα μόριο RNA, η ουρακίλη αντικαθιστά τη θυμίνη.
Οι βάσεις χωρίζονται σε δύο διαφορετικές ομάδες. Η αδενίνη και η γουανίνη είναι βάσεις πουρίνης και η κυτοσίνη, η θυμίνη και η ουρακίλη είναι βάσεις πυριμιδίνης. Οι δύο ομάδες διαφέρουν ως προς τη βασική τους δομή. Οι βάσεις πουρίνης αποτελούνται από δύο δακτυλίους ατόμων, ενώ οι βάσεις πυριμιδίνης αποτελούνται από έναν μόνο δακτύλιο. Οι βάσεις ονομάζονται αζωτούχες βάσεις καθώς οι δακτύλιοι περιέχουν άτομα αζώτου και άνθρακα.
Οι βάσεις συνδυάζονται πάντα μόνο με μία άλλη βάση. Οι βάσεις πουρίνης συνδέονται μόνο με βάσεις πυριμιδίνης. Οι βάσεις πουρίνης δεν συνδέονται ποτέ με άλλες βάσεις πουρίνης και οι βάσεις πυριμιδίνης δεν συνδέονται ποτέ με άλλες βάσεις πυριμιδίνης. Συγκεκριμένα, η κυτοσίνη ζευγαρώνει πάντα με τη γουανίνη και η αδενίνη με τη θυμίνη ή την ουρακίλη, ανάλογα με το αν βρίσκεται σε μόριο DNA ή RNA. Αυτό το ζευγάρωμα αναφέρεται ως ειδικό ζεύγος βάσεων.
Το συγκεκριμένο ζεύγος βάσεων διατηρεί το μόριο πολύ πιο ομοιόμορφο και σταθερό. Εφόσον οι βάσεις πουρινών συνδέονται μόνο με τις βάσεις πυριμιδίνης, η απόσταση μεταξύ των δύο κλώνων ενός μορίου DNA θα είναι ομοιόμορφη, ένας διπλός δακτύλιος και ένας απλός δακτύλιος. Εάν μια βάση πουρίνης συνδεόταν με μια άλλη βάση πουρινών, θα υπήρχε διπλός δακτύλιος συνδεδεμένος σε έναν διπλό δακτύλιο. Εάν μια βάση πυριμιδίνης συνδεόταν με μια άλλη βάση πυριμιδίνης, ένας μόνος δακτύλιος θα συνδεόταν με έναν μόνο δακτύλιο. Εάν συνέβαινε αυτό, η δομή του μορίου DNA δεν θα ήταν ομοιόμορφη, θα έκλινε μέσα και έξω ανάλογα με το ποιες βάσεις ζευγαρώνονταν.
Τέλος, το συγκεκριμένο ζευγάρωμα καθορίζεται από τη δομή κάθε βάσης. Η δομή επηρεάζει το πόσο καλά συνδέονται οι βάσεις μεταξύ τους και τον αριθμό των δεσμών υδρογόνου που σχηματίζονται. Όταν η κυτοσίνη συνδέεται με τη γουανίνη, σχηματίζονται τρεις δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των δύο βάσεων. Όταν δεσμεύεται η αδενίνη με τη θυμίνη ή την ουρακίλη, σχηματίζονται μόνο δύο δεσμοί υδρογόνου. Μόνο αυτά τα ζεύγη βάσεων είναι ικανά να σχηματίσουν τους απαιτούμενους δεσμούς υδρογόνου σε ένα μόριο DNA.
Η αλληλουχία των βάσεων κατά μήκος ενός μορίου DNA σχηματίζει τον κώδικα που δίνει εντολή σε ένα κύτταρο να παράγει συγκεκριμένες πρωτεΐνες ή γονίδια. Οι τριπλέτες των βάσεων κωδικοποιούν συγκεκριμένα αμινοξέα, τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών. Η αλληλουχία καθορίζει ποια αμινοξέα πρέπει να ενωθούν μεταξύ τους και με ποια σειρά. Οι πρωτεΐνες σε ένα κύτταρο καθορίζουν τη δομή και τη λειτουργία ενός κυττάρου, έτσι οι αζωτούχες βάσεις φέρουν τον γενετικό κώδικα για ένα κύτταρο.