Deoksiribonukleinska kiselina (DNK) služi u različite svrhe, uključujući pohranu podataka i replikaciju, u ljudskoj stanici i u stanicama mnogih drugih organizama. DNA u ljudskoj stanici prvenstveno je odgovorna za pohranjivanje genetskih informacija koje se koriste za kontrolu gotovo svakog aspekta stanične ekspresije. Ove genetske informacije prenose se s roditelja na potomstvo, što rezultira potomstvom s nekim genetskim osobinama svakog roditelja. DNA se također replicira kad god se stanica podijeli; to osigurava da svaka stanica u tijelu ima i izražava iste genetske informacije. Također je prvi element u sintezi proteina, koji su odgovorni za većinu stanične aktivnosti.
DNK u ljudskoj stanici ima bitnu ulogu u biološkom nasljeđu, putem kojeg dijete posjeduje neke genetske osobine svakog od svojih roditelja. Ljudi se razmnožavaju spolnim razmnožavanjem. Većina ljudskih stanica sadrži dvije kopije ljudskog genoma tako da će, nakon diobe stanice, obje stanice kćeri sadržavati iste genetske informacije. Reproduktivne stanice, od kojih jedna dolazi od svakog roditelja, sadrže samo jednu kopiju. Dvije reproduktivne stanice – jedno jaje i jedan spermij – spajaju se u ljudski embrij koji sadrži nasumični izbor genetskih informacija od svakog roditelja.
Pohrana i replikacija podataka jedna je od glavnih uloga DNK u ljudskoj stanici. Točne kopije ljudskog genoma moraju biti pohranjene unutar svake stanice kako bi se geni mogli ispravno eksprimirati. Mutacije u DNK mogu uzrokovati promjenu pohranjenih genetskih informacija; to može uzrokovati promijenjenu ekspresiju gena koja može dovesti do raka ili drugih bolesti. Replikacija DNK, dakle, mora biti proces visoke vjernosti jer se događa nebrojeno puta tijekom ljudskog života, a čak i manje pogreške u replikaciji mogu uzrokovati štetne mutacije. Sukladno tome, postoji niz mehanizama za provjeru pogrešaka u procesu replikacije DNK koji sprječavaju gotovo sve moguće pogreške replikacije.
Velik dio genetskih informacija sadržanih u ljudskim stanicama postoji da bi se izrazio kao RNA ili protein. U procesu koji se naziva transkripcija, dvolančana DNK se pretvara u jednolančanu RNA ili ribonukleinsku kiselinu. Neki oblici RNA mogu služiti različitim staničnim funkcijama na temelju njihove molekularne konfiguracije, ali većina se prevodi u proteine. Proteini služe ogromnoj raznolikosti staničnih funkcija, u rasponu od signalizacije preko stanične regulacije do katalize biokemijskih reakcija. DNK u ljudskoj stanici je, dakle, odgovorna za nasljeđivanje, replikaciju i ekspresiju genetskih informacija.