Nella biologia molecolare, la doppia elica si riferisce alla struttura del DNA. La struttura del modello a doppia elica del DNA venne per prima pubblicata nella rivista Nature da James D. Watson e Francis Crick nel 1953, basata su dati forniti da Rosalind Franklin e Raymond Gosling, Maurice Wilkins, Alexander Stokes, come pure l’informazione chimica e biochimica base-pairing di Erwin Chargaff.

Crick, Wilkins e Watson ricevettero ognuno un terzo del Premio Nobel per i loro contributi alla scoperta. Franklin non ricevette mai un Premio Nobel, essendo morta prima che potesse esserne insignita, dato che il Nobel non può essere consegnato postumo.

La doppia elica del DNA è un polimero a spirale destrorsa di acidi nucleici, tenuti insieme dai nucleotidi. Un singolo giro di elica costituisce dieci nucleotidi. La struttura a doppia elica del DNA contiene un solco maggiore e un solco minore, il primo essendo più ampio del secondo. Considerata la differenza in larghezza tra i solchi maggiore e minore, molte proteine che si allacciano al DNA lo fanno attraverso il solco più ampio.

L’ordine, o sequenza, dei nucleotidi nella doppia elica di un gene specifica la struttura primaria di una proteina.

Il termine entrò nella cultura popolare con la pubblicazione nel 1968 di La doppia elica: un apporto personale riguardo alla scoperta della struttura del DNA, di James Watson.