Биологично активната форма (нативната конформация) на ДНК съществува в няколко структурни състояния B-ДНК (стандартна, стабилна), A-ДНК (дехидратирана) и Z-ДНК (лявоазиатна). Класическият модел на двойната спирала, описан от откривателите й, е B-форма на молекулата (известна още като хеликоидален модел на ДНК). Тази форма е и най- стабилна в живите системи (in vivo). Различията в параметрите на спиралата при формите на ДНК се дължат главно на различното количество на свързаната с тях вода.
A-форма (A-DNA): По-къса и по-широка форма от B-ДНК, която се образува при дехидратация (липса на вода). Тя е дяснонавита, но има различна конформация на захарта, което прави спиралата по-компактна.
B-форма (B-DNA): Това е класическата, биологично активна форма на ДНК, открита от Уотсън и Крик. Тя е дяснонавита двойна спирала, която е най-стабилна при физиологични условия.
Z-форма (Z-DNA): Рядка, лявонавита форма, при която двойната спирала има "циг-цаг" структура. Z-ДНК може да се образува при специфични последователности от бази (напр. редуващи се цитозин и гуанин) и се смята, че участва в регулирането на генната експресия.