脱氧核糖核酸有多种不同的构象，其中有些构象之间在构造上的差异并不大。已辨识出来的构象包括：A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA[31]、E-DNA[32]、H-DNA[33]、L-DNA[31]、P-DNA[34]与Z-DNA[9][35]。不过以现有的生物系统来说，自然界中可见的只有A-DNA、B-DNA与Z-DNA。

脱氧核糖核酸所具有的构象可根据脱氧核糖核酸序列、超螺旋的程度与方向、碱基上的化学修饰，以及溶液状态，如金属离子与多胺浓度来分类[36]。三种主要构象中以B型为细胞中最常见的类型[37]，与另两种脱氧核糖核酸双螺旋的差异，在于其几何形态与尺寸。

其中A型拥有较大的宽度与右旋结构，小凹槽较浅且较宽，大凹槽则较深较窄。A型一般存在于非生理状态的脱水样本中，在细胞中则可能为脱氧核糖核酸与RNA混合而成的产物（类似酵素及脱氧核糖核酸的复合物）[38][39]。若一段脱氧核糖核酸上的碱基受到一种称为甲基化的化学修饰，将使其构型转变成Z型。此时螺旋形式转为左旋，与较常见的右旋B型相反[40]。某些专门与Z-脱氧核糖核酸结合的蛋白质可辨识出这种少见的结构，此外Z型脱氧核糖核酸可能参与了转录作用的调控[41]。

B构象：在生理盐水溶液中92%相对湿度下进行X射线衍射图谱，最常见的DNA构象。

A构象：在以Na、K或Cs作为反离子时将DNA纤维在75%的相对湿度下进行x光衍射测定出来的。DNA- RNA杂交分子，RNA-RNA双链结构均采取A构象．

C构象：以 Li为反离子时在66%的相对湿度下测定出来的，双螺旋直径与B构象大体相同(19A)，而每圈螺旋的碱基对数为9K，尚无证据说明生物体内有c型DNA的存在。

Z构象：Z-DNA的形成是DNA单链上出现嘌呤与嘧啶交替排列所成的。