La timidina es un nucleósido formado cuando la base nitrogenada timina se enlaza a un anillo de desoxirribosa mediante un enlace glucosídico β-N3.
En su composición, la timidina consiste en un anillo de desoxirribosa (una pentosa) unido a la base pirimidínica timina.
Existe en forma sólida en forma de pequeños cristales blancos o polvo blanco cristalino.
La timidina está presente en todos los organismos vivos, así como en virus de ADN.
El ARN no tiene timidina, sino que presenta en su lugar el nucleósido uridina.