Tất cả các tế bào nhân sơ đều chứa một lượng lớn vật chất di truyền dưới dạng DNA và RNA. Bởi vì tế bào nhân sơ, theo định nghĩa, không có nhân, chuỗi DNA tròn lớn đơn chứa hầu hết các gen cần thiết cho sự phát triển, tồn tại và sinh sản của tế bào được tìm thấy trong tế bào chất.