Genetický materiál se používá k uchování genetické informace organické formy života. U všech dosud známých živých organismů je genetickým materiálem téměř výhradně DNA deoxyribonukleové kyseliny. Některé viry používají jako svůj genetický materiál RNA ribonukleové kyseliny.
Obecně se má za to, že prvním genetickým materiálem byla RNA, která se zpočátku projevovala samoreplikujícími se molekulami RNA plovoucími na vodních plochách. Toto hypotetické období vývoje buněčného života je známo jako svět RNA. Tato hypotéza je založena na schopnosti RNA působit jako genetický materiál i jako katalyzátor, známý jako ribozym nebo ribozom. Jakmile však vznikly proteiny, které mohou tvořit enzymy, stala se stabilnější molekula DNA dominantním genetickým materiálem, situace pokračovala i dnes. Nejenže dvouvláknová povaha DNA umožňuje korekci mutací, ale RNA je ze své podstaty nestabilní. Moderní buňky využívají RNA hlavně pro budování proteinů z pokynů DNA, ve formě messenger RNA, ribozomální RNA a transferové RNA.
RNA i DNA jsou makromolekuly složené z nukleotidů, z nichž jsou v každé molekule k dispozici čtyři. Čtyři nukleotidy tvoří kodon, jakési „genetické slovo“, které je jako aminokyselina v proteinu. Překlad kodon-aminokyselina je znám jako genetický kód.
Codon se skládá ze tří párů bází, přičemž jedna báze je normálně vždy připojena k jedné z ostatních bází. Jinými slovy, dvou normálních kombinací, což znamená, že DNA byla prvním binárním kódem. Čtyřicet osm párů bází je v lidské Deoxyribonukleové kyselině, což umožňuje přibližně 2^48 (281 474 976 710 656) kombinací. A co víc, na rozdíl od mnoha jiných organismů mají páry bází pro člověka téměř stejné proporce, což pravděpodobně snižuje počet životaschopných kombinací na více než 2^47.
Jenetisté také přišli s pravidly, která by způsobila, že by se DNA opakovala v palindromech,
což je vlastnost, která by, pokud by to bylo přísné pravidlo, snížila exponent (počet bitů ve výše uvedených číslech) na polovinu, na méně než 2^24 (16,7 milionu) životaschopných kombinací.