Η αυτοσυναρμολόγηση δομών DNA γίνεται εφικτή χάρη στην ισχυρή τάση των νημάτων DNA με συμπληρωματικές ακολουθίες βάσεων να συνενώνονται η μία με την άλλη και να σχηματίζουν διπλή έλικα. Τα αποκαλούμενα κολλώδη άκρα (α) (μικρά κομμάτια αζευγάρωτου DNA που προεξέχουν από το ένα άκρο του μορίου DNA) ενώνονται με αντίστοιχα άκρα άλλων μορίων DNA. Ενα δεύτερο κρίσιμο συστατικό στοιχείο είναι το διακλαδιζόμενο DNA (β), στο οποίο τρεις ή περισσότερες έλικες ενώνονται σε ένα κομβικό σημείο. Στο διακλαδιζόμενο DNA που συναντάται στη φύση, το σημείο διακλάδωσης μπορεί να κινείται ελεύθερα (γ) επειδή οι ακολουθίες βάσεων των τεσσάρων βραχιόνων είναι συμμετρικές (αντιστοιχούν η καθεμιά σε δύο από τις άλλες). Το τεχνητά διακλαδιζόμενο DNA που δεν έχει αυτή τη συμμετρία έχει σταθερό σημείο διακλάδωσης (δ). Αντίγραφα διακλαδιζόμενου DNA με συμπληρωματικά κολλώδη άκρα (ε) αυτοσυναρμολογούνται σε δομή πλέγματος.