Asam deoksiribonukleat (DNA) melayani berbagai tujuan, termasuk penyimpanan dan replikasi data, dalam sel manusia dan dalam sel banyak organisme lain. DNA dalam sel manusia terutama bertanggung jawab untuk menyimpan informasi genetik yang digunakan untuk mengontrol hampir setiap aspek ekspresi seluler. Informasi genetik ini diturunkan dari orang tua ke keturunannya, menghasilkan keturunan dengan beberapa sifat genetik dari setiap orang tua. DNA juga direplikasi setiap kali sel membelah; ini memastikan bahwa setiap sel dalam tubuh memiliki dan mengekspresikan informasi genetik yang sama. Ini juga merupakan elemen pertama dalam sintesis protein, yang bertanggung jawab untuk sebagian besar aktivitas seluler.
DNA dalam sel manusia memainkan peran penting dalam pewarisan biologis, di mana seorang anak memiliki beberapa sifat genetik dari masing-masing orang tuanya. Manusia berkembang biak melalui reproduksi seksual. Kebanyakan sel manusia mengandung dua salinan genom manusia sehingga, setelah pembelahan sel, kedua sel anak akan berisi informasi genetik yang sama. Sel-sel reproduksi, salah satunya berasal dari masing-masing orang tua, hanya berisi satu salinan. Dua sel reproduksi – satu telur dan satu sperma – bergabung untuk membentuk embrio manusia yang berisi berbagai informasi genetik acak dari setiap orang tua.
Penyimpanan dan replikasi data adalah salah satu peran utama DNA dalam sel manusia. Salinan genom manusia yang akurat harus disimpan di dalam setiap sel sehingga gen dapat diekspresikan dengan benar. Mutasi pada DNA dapat menyebabkan informasi genetik yang tersimpan diubah; ini dapat menyebabkan perubahan ekspresi gen yang dapat menyebabkan kanker atau penyakit lain. Replikasi DNA, kemudian, perlu menjadi proses dengan ketelitian tinggi karena hal itu terjadi berkali-kali selama hidup manusia dan bahkan kesalahan kecil dalam replikasi dapat menyebabkan mutasi yang berbahaya. Oleh karena itu, terdapat berbagai mekanisme pemeriksaan kesalahan dalam proses replikasi DNA yang mencegah hampir semua kemungkinan kesalahan replikasi.
Sebagian besar informasi genetik yang terkandung dalam sel manusia ada untuk diekspresikan sebagai RNA atau protein. Dalam proses yang disebut transkripsi, DNA untai ganda diubah menjadi RNA untai tunggal, atau asam ribonukleat. Beberapa bentuk RNA dapat melayani berbagai fungsi seluler berdasarkan konfigurasi molekulnya, tetapi sebagian besar diterjemahkan menjadi protein. Protein melayani berbagai macam fungsi seluler, mulai dari pensinyalan hingga regulasi seluler hingga katalisis reaksi biokimia. DNA dalam sel manusia, kemudian, bertanggung jawab atas pewarisan, replikasi, dan ekspresi informasi genetik.