Informacja genetyczna wszystkich komórek znajduje się w sekwencji zasad azotowych w niezwykle długich cząsteczkach DNA. W przeciwieństwie do DNA w komórkach eukariotycznych, które znajduje się w jądrze, DNA w komórkach bakteryjnych nie jest sekwestrowane w organellach związanych z błoną, ale występuje w postaci długiej spirali rozmieszczonej w cytoplazmie. U wielu bakterii DNA występuje jako pojedynczy kolisty chromosom, chociaż niektóre bakterie mogą zawierać dwa chromosomy, a w niektórych przypadkach DNA jest raczej liniowy niż kolisty. Zmienna liczba mniejszych, zwykle kolistych (choć czasem liniowych) cząsteczek DNA, zwanych plazmidami, może przenosić informacje pomocnicze.
Sekwencja zasad w DNA została określona dla setek bakterii. Ilość DNA w chromosomach bakteryjnych waha się od 580,000 par zasad w Mycoplasma genitalium do 4,700,000 par zasad w E. coli do około 9,450,000 par zasad w Myxococcus xanthus. Sorangium cellulosum, myxobacterium, posiada jeden z największych genomów bakteryjnych, zawierający ponad 13 milionów par zasad. Długość chromosomu E. coli, po wyjęciu z komórki i rozciągnięciu do najpełniejszego wymiaru, wynosi około 1,2 mm, co jest uderzające w świetle faktu, że długość komórki wynosi około 0,001 mm.
Jak u wszystkich organizmów, bakteryjne DNA zawiera cztery zasady azotowe: adeninę (A), cytozynę (C), guaninę (G) i tyminę (T). Zasady kojarzenia zasad w dwuniciowych cząsteczkach DNA wymagają, aby liczba zasad adeninowych i tyminowych była równa, a liczba zasad cytozynowych i guaninowych również była równa. Związek między liczbą par zasad G i C a liczbą par zasad A i T jest ważnym wskaźnikiem ewolucyjnych i adaptacyjnych zmian genetycznych w organizmie. Proporcja, lub stosunek molowy, G + C może być mierzona jako G + C podzielona przez sumę wszystkich zasad (A + T + G + C) pomnożoną przez 100 procent. Zakres, w jakim proporcje G + C różnią się między organizmami, może być znaczny. U roślin i zwierząt proporcja G + C wynosi około 50 procent. O wiele szerszy zakres w proporcji G + C jest postrzegany w prokariota, rozciągając się od około 25 procent w większości Mycoplasma do około 50 procent w E. coli do prawie 75 procent w Micrococcus, actinomycetes i owocujące myxobacteria. Zawartość G + C w obrębie gatunku w jednym rodzaju, jednak, jest bardzo podobny.
.