Basenpaar, in de moleculaire biologie, twee elkaar aanvullende stikstofmoleculen die met elkaar verbonden zijn door waterstofbruggen. Basenparen worden aangetroffen in dubbelstrengs DNA en RNA, waar de onderlinge bindingen de twee strengen verbinden, waardoor de dubbelstrengs structuren mogelijk worden. Basenparen zelf worden gevormd uit basen, die complementaire stikstofrijke organische verbindingen zijn, bekend als purines of pyrimidines. Volgens Watson-Crick basenparen, die de basis vormen voor de spiraalvormige configuratie van dubbelstrengs DNA, bevat DNA vier basen: de twee purines adenine (A) en guanine (G) en de twee pyrimidines cytosine (C) en thymine (T). Binnen de DNA-molecule bindt A alleen met T en C alleen met G. In RNA wordt thymine vervangen door uracil (U). Niet-Watson-Crick basenpaarmodellen vertonen alternatieve waterstofbruggenpatronen; voorbeelden zijn Hoogsteen basenparen, die A-T of C-G analogen zijn.
Basenparen worden vaak gebruikt om de grootte van een individueel gen binnen een DNA-molecuul te meten. Het totale aantal basenparen is gelijk aan het aantal nucleotiden in een van de strengen (elke nucleotide bestaat uit een basenpaar, een deoxyribose suiker, en een fosfaatgroep). Bij uiterst complexe genomen kan de detaillering van basenparen gecompliceerd zijn. Het menselijk genoom, bijvoorbeeld, bestaat uit naar schatting drie miljard basenparen, met ongeveer 20.000 tot 25.000 verschillende genen. Om met die grote aantallen om te gaan, gebruiken wetenschappers maatstaven als kilobasepaar (kb, of kbp), dat overeenkomt met 1000 basenparen; megabasepaar (Mb), dat overeenkomt met een miljoen basenparen; en gigabasepaar (Gb), dat overeenkomt met een miljard basenparen.