O genoma da maioria dos organismos procarióticos consiste em DNA de cadeia dupla organizado em um cromossoma circular em uma região do citoplasma chamada nucleóide. O cromossoma está bem compactado, ou superenrolado, para armazenamento eficiente. Os procariotas também têm outros pedaços circulares de DNA chamados plasmídeos. Estes plasmídeos são menores do que o cromossoma e muitas vezes carregam genes que conferem funções adaptativas, como a resistência a antibióticos.
Embora os genomas bacterianos sejam muito menores do que os genomas eucarióticos, eles variam consideravelmente em tamanho e conteúdo genético. Um dos menores genomas bacterianos conhecidos é o do Mycoplasma genitalium, um agente patogénico sexualmente transmissível que causa infecções urinárias e do trato genital em humanos. O genoma do M. genitalium tem 580.076 pares de bases e consiste em 559 genes (476 codificantes e 83 não codificantes). Na outra ponta do espectro está uma variedade particular de Sorangium cellulosum, uma bactéria que habita o solo. O genoma da S. celulosum é enorme para uma bactéria com um total de 14.782.125 pares de bases, codificando 11.599 genes.
Antes da descoberta dos antibióticos, ferimentos leves poderiam tornar-se mortais devido à incapacidade de parar infecções bacterianas simples. A descoberta da penicilina em 1928 deu início à era dos antibióticos, caracterizada pela revolução dos tratamentos médicos e pelo aumento da expectativa de vida. No entanto, o uso excessivo de antibióticos em humanos e animais agrícolas fez com que algumas bactérias evoluíssem para resistir aos antibióticos, tornando-os menos eficazes ou ineficazes. Genes de resistência a antibióticos podem ser transportados em plasmídeos, o que é problemático porque muitas bactérias podem trocar plasmídeos com espécies distantes através de um processo chamado conjugação bacteriana. A resistência a antibióticos pode, portanto, espalhar-se rapidamente através de populações bacterianas, destacando a necessidade urgente de desenvolver novos antibióticos.
