Kaikkien solujen geneettinen informaatio sijaitsee typpiemästen järjestyksessä äärimmäisen pitkissä DNA-molekyyleissä. Toisin kuin eukaryoottisolujen DNA, joka sijaitsee ytimessä, bakteerisolujen DNA:ta ei ole eristetty kalvoon sidottuun organelliin, vaan se esiintyy pitkänä kelana, joka on levinnyt ympäri sytoplasmaa. Monissa bakteereissa DNA esiintyy yhtenä pyöreänä kromosomina, vaikka joissakin bakteereissa voi olla kaksi kromosomia, ja joissakin tapauksissa DNA on pikemminkin lineaarista kuin pyöreää. Vaihteleva määrä pienempiä, yleensä ympyränmuotoisia (vaikkakin joskus lineaarisia) DNA-molekyylejä, joita kutsutaan plasmideiksi, voi kuljettaa lisäinformaatiota.

DNA:n emäsjärjestys on määritetty sadoista bakteereista. DNA:n määrä bakteerien kromosomeissa vaihtelee Mycoplasma genitaliumin 580 000 emäsparista E. colin 4 700 000 emäspariin ja Myxococcus xanthuksen noin 9 450 000 emäspariin. Myxobakteeriin kuuluvalla Sorangium cellulosum -bakteerilla on yksi suurimmista bakteerien genomeista, joka sisältää yli 13 miljoonaa emäsparia. E. coli -kromosomin pituus, jos se irrotetaan solusta ja venytetään täyteen mittaansa, on noin 1,2 millimetriä, mikä on hämmästyttävää, kun otetaan huomioon, että solun pituus on noin 0,001 millimetriä.

Kuten kaikissa eliöissä, bakteerienkin DNA:ssa on neljä typpiperäistä emästä adeniini (A), sytosiini (C), guaniini (G) ja tymiini (T). Kaksisäikeisen DNA-molekyylin emäsparinmuodostussäännöt edellyttävät, että adeniini- ja tymiiniemästen määrä on yhtä suuri ja että sytosiini- ja guaniiniemästen määrä on myös yhtä suuri. G- ja C-emäsparien sekä A- ja T-emäsparien lukumäärän välinen suhde on tärkeä indikaattori evoluution ja sopeutumisen aiheuttamista geneettisistä muutoksista organismissa. G + C:n osuus tai molaarinen suhde voidaan mitata seuraavasti: G + C jaettuna kaikkien emästen summalla (A + T + G + C) kerrottuna 100 prosentilla. G + C -suhteet voivat vaihdella huomattavasti eri organismien välillä. Kasveissa ja eläimissä G + C:n osuus on noin 50 prosenttia. Prokaryooteissa G + C:n osuus vaihtelee paljon laajemmin: se on noin 25 prosenttia useimmissa mykoplasmoissa, noin 50 prosenttia E. coli -bakteereissa ja lähes 75 prosenttia Micrococcus-bakteereissa, aktinomykeeteissä ja hedelmää tuottavissa myxobakteereissa. G + C-pitoisuus yhden suvun lajin sisällä on kuitenkin hyvin samankaltainen.