一類由嘌呤鹼或嘧啶鹼、核糖或脫氧核糖以及磷酸三種物質組成的化合物。又稱核甙酸同系物結構相似分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的一系列化合物互稱同系物。
核苷酸是核糖核酸及脫氧核糖核酸的基本組成單位，是體內合成核酸的前身物。核苷酸隨著核酸分布於生物體內各器官、組織、細胞的核及胞質中，並作為核酸的組成成分參與生物的遺傳、發育、生長等基本生命活動。
在生物體內，核苷酸可由一些簡單的化合物合成。這些合成原料有天門冬氨酸、甘氨酸、谷氨醯胺、一碳單位及CO2等。
同系物有腺苷酸衍生物 ADP和ATP是體內參與氧化磷酸化的高能化合物,ATP也是細胞內最豐富的游離核苷酸（如哺乳動物細胞中ATP濃度接近1毫克分子），水解1克分子ATP約釋放7000卡能量。
腺苷-3′,5′-磷酸即環腺苷酸，主要存在於動物細胞中,生物體內的激素通過引起細胞內cAMP的含量發生變化，從而調節糖原、脂肪代謝、蛋白質和核酸的生物合成，所以cAMP被稱為第二信使。
2′,5′-寡聚腺苷酸,通常由3個腺苷酸通過2′,5－磷酸二酯鍵聯接而成,即pppA(2)p(5)A(2)P(5)A，是干擾素髮揮作用的一個媒介,具有抗病毒、抑制DNA合成和細胞生長、調節免疫反應等生物功能。
幾個重要的輔酶都是腺苷酸衍生物。ATP就是其中最重要的一個。此外，NA、NAD和FAD，可通過氫原子的得失參與許多氧化還原反應。輔酶A行使活化脂肪酸功能，與脂肪酸、萜類和類固醇生物合成有關。
腺苷-3′-磷酸-5′-磷醯硫酸是硫酸根的活化形式，蛋白聚糖的糖組分中硫酸根的來源。甲硫氨酸被腺苷活化得到S-腺苷甲硫氨酸，它在生物體內廣泛用作甲基供體。
鳥苷酸衍生物 在某些需能反應中，如蛋白質生物合成的起始和延伸，不能使用ADP和ATP，而要GDP和GTP參與反應。鳥苷-3′，5′-磷酸也是一個細胞信號分子，在某些情況下，cGMP與cAMP是一對相互制約的化合物，兩者一起調節細胞內許多重要反應。鳥苷-3′-二磷酸-5′-二磷酸(ppGpp)和鳥苷-3′-二磷酸-5′-三磷酸(pppGpp)則與基因表達的調控有關。
胞苷酸衍生物 CDP和CTP也是一類高能化合物。與磷脂類代謝有關的胞苷酸衍生物有CDP-膽鹼、CDP-乙醇胺、CDP-二甘油酯等
尿苷酸衍生物 在糖代謝中起著重要作用,UDP是單糖的活化載體,參與糖與雙糖多糖的生物合成,如UDP－半乳糖是乳糖的前體,UDP－葡萄糖是糖原的前體,UDP－N－乙醯葡糖胺與糖蛋白生物合成有關。UDP和UTP也是一類高能磷酸化合物。
