Bakterijski genom je zbirka vseh genetskih informacij o bakteriji. V bistvu določa, kako izgleda in deluje bakterija, tako zunaj kot znotraj. Te genetske informacije so organizirane v gene, ki so kodirani v deoksiribonukleinski kislini (DNK) organizma. Ti geni so nadalje organizirani v kromosome. Pravzaprav je beseda “genom” pravzaprav kombinacija besed “gen” in “kromosom”. Čeprav obstaja veliko različnih variacij, kako so genomi strukturirani v različnih organizmih, so vse bakterije haploidne, kar pomeni, da imajo samo en kromosom. Tako so vse genetske informacije, ki jih vsebuje bakterijski genom, vsebovane v enem samem kromosomu.
Kromosom bakterije je sestavljen iz baznih parov nukleotidov, osnovnih strukturnih komponent DNK. V DNK obstajajo le štirje nukleotidi – adenin, timin, gvanin in citozin. Ti nukleotidi se vedno vežejo skupaj na enak način – adenin se veže s timinom in gvanin s citozinom. Vsi štirje skupaj tvorijo tako imenovani “osnovni par”.
Bakterijski genomi lahko vsebujejo poljubno število baznih parov. Nekateri bakterijski genomi vsebujejo manj kot 200,000 baznih parov, drugi pa več kot 12 milijonov baznih parov. Posledično je število genov, ki jih najdemo v bakterijah, zelo spremenljivo, pri čemer je v bakterijah poročanih od 575 do 5,500 genov, odvisno od vrste. Za primerjavo, človeški genom vsebuje več kot 3 milijarde baznih parov in približno 23,000 genov.
Zanimivo je, da je večina bakterijskih genomov organizirana v kromosomsko strukturo. Nasprotno pa imamo ljudje linearno kromosomsko strukturo. Krožna struktura bakterijskega genoma pa omogoča, da se njegova replikacija DNK začne in ustavi na istem mestu – značilnost, ki ni vidna v linearnih genomih drugih organizmov.
Kot organizmi, ki se razmnožujejo nespolno, so bakterije v bistvu kloni z identično DNK genomu svojih staršev. Spremembe genoma bakterije, znane tudi kot evolucija, lahko povzroči genetska rekombinacija ali mutacije. Mutacije se lahko pojavijo bodisi zaradi napak pri replikaciji DNK bodisi zaradi izpostavljenosti mutagenom, ki vplivajo na medsebojno interakcijo nukleotidov. Bakterije lahko tudi izmenjujejo in rekombinirajo genetske informacije med seboj z ločenimi procesi, znanimi kot transformacija, transdukcija ali konjugacija, odvisno od tega, kako poteka genetska izmenjava. Spremembe genoma bakterije lahko povzročijo nastanek nove vrste.
Zaporedje DNK je določanje vrstnega reda nukleotidov v DNK organizma. Te informacije so bile ključna sestavina bioloških raziskav. Prvi bakterijski genom, ki je bil v celoti sekvenciran, je bil genom Haemophilus influenzae, ki lahko povzroči različne oportunistične bolezni, kot so pljučnica, meningitis in okužbe dihal. Leta 1995 ga je uspešno sekvenciral Inštitut za genomske raziskave. Od tega preboja je bilo na stotine bakterijskih genomov sekvenciranih in znanstveniki nadaljujejo z raziskovanjem in sekvenciranjem genomov drugih bakterij.