Sitosin adalah salah satu dari lima basa nitrogen yang melekat pada gula lima karbon, pentosa, dan gugus fosfat untuk membuat nukleotida. Nukleotida adalah unit yang bergabung bersama untuk membuat molekul DNA dan RNA. Basa lain, selain sitosin, yang membentuk molekul DNA adalah adenin, guanin, dan timin. Dalam molekul RNA, urasil menggantikan timin.
Pangkalan dibagi menjadi dua kelompok yang berbeda. Adenin dan guanin adalah basa purin dan sitosin, timin dan urasil adalah basa pirimidin. Kedua kelompok berbeda dalam struktur dasarnya. Basa purin terdiri dari dua cincin atom, sedangkan basa pirimidin hanya terdiri dari satu cincin. Basa disebut basa nitrogen karena cincin mengandung atom nitrogen dan karbon.
Basa selalu hanya berpasangan dengan satu basa lainnya. Basa purin hanya berikatan dengan basa pirimidin. Basa purin tidak pernah berikatan dengan basa purin lain dan basa pirimidin tidak pernah berikatan dengan basa pirimidin lainnya. Secara khusus, sitosin selalu berpasangan dengan guanin dan adenin berpasangan dengan timin atau urasil, tergantung pada apakah dalam molekul DNA atau RNA. Pasangan ini disebut sebagai pasangan basa spesifik.
Pasangan basa spesifik membuat molekul jauh lebih seragam dan stabil. Dengan adanya ikatan basa purin saja dengan basa pirimidin, maka jarak antara dua untai molekul DNA akan seragam, cincin ganda dan cincin tunggal. Jika basa purin berikatan dengan basa purin lain, akan ada cincin rangkap yang terikat pada cincin rangkap. Jika basa pirimidin berikatan dengan basa pirimidin lain, sebuah cincin tunggal akan terikat pada cincin tunggal. Jika ini masalahnya, struktur molekul DNA tidak akan seragam, itu akan melengkung masuk dan keluar tergantung pada basa apa yang dipasangkan.
Akhirnya, pasangan spesifik ditentukan oleh struktur masing-masing basa. Struktur mempengaruhi seberapa baik ikatan basa dan jumlah ikatan hidrogen yang terbentuk. Ketika ikatan sitosin dengan guanin, tiga ikatan hidrogen terbentuk di antara dua basa. Ketika ikatan adenin dengan timin atau urasil, hanya dua ikatan hidrogen yang terbentuk. Hanya pasangan basa ini yang mampu membentuk ikatan hidrogen yang dibutuhkan dalam molekul DNA.
Urutan basa sepanjang molekul DNA membentuk kode untuk menginstruksikan sel untuk membuat protein tertentu, atau gen. Triplet dari kode basa untuk asam amino tertentu, blok bangunan protein. Urutan menentukan asam amino apa yang akan digabungkan dan dalam urutan apa. Protein dalam sel menentukan struktur dan fungsi sel, sehingga basa nitrogen membawa kode genetik untuk sel.