又稱稀有堿基，這些堿基在核酸分子中含量比較少，但他們是天然存在不是人工合成的，是核酸轉錄之后經甲基化、乙酰化、氫化、氟化以及硫化而成。
多半是主要堿基的甲基衍生物。如：5-甲基胞苷、5，6-雙氫脲苷等。另外有一種比較特殊的的核苷：假尿嘧啶核苷是由于堿基與核糖連接方式的與眾不同，即尿嘧啶5位碳與核苷形成的C-C糖苷鍵。tRNA中含有修飾堿基比較多，有的tRNA含有的稀有堿基達到10%。
