有些核苷酸分子中只有一個磷酸基，所以可稱為一磷酸核苷（NMP）。5'-核苷酸的磷酸基還可進一步磷酸化生成二磷酸核苷（NDP）及三磷酸核苷（NTP），其中磷酸之間是以高能鍵相連。脫氧核苷酸的情況也是如此。

體內(nèi)還有一類環(huán)化核苷酸，即單核苷酸中磷酸部分與核糖中第三位和第五位碳原子同時脫水縮合形成一個環(huán)狀二酯、即3',5'-環(huán)化核苷酸，重要的有3',5'-環(huán)腺苷酸（cAMP）和3',5'-環(huán)鳥苷酸（cGMP）。