Si tratta di un tipo specifico di un più generalizzato danno al DNA chiamato dimero di pirimidina che, come suggerisce il nome, avviene tra basi pirimidiniche (come tra due citosine o tra una citosina ed un uracile).

Il sistema di riparazione del DNA è in grado solitamente di individuare i dimeri di timina grazie alla distorsione che la struttura induce sul filamento duplex di DNA. In molti organismi le fotoliasi sono in grado di riparare il DNA direttamente rompendo il dimero.