Thể nhân là cấu trúc chứa thông tin di truyền của vi khuẩn, có dạng bất định và gồm một nhiễm sắc thể ADN xoắn kép. Nhiều vi khuẩn còn có plasmid, ADN vòng kín có khả năng sao chép độc lập, chứa từ 2-30 gen. Nha bào là bộ phận lưu tồn của một số loài vi khuẩn, có khả năng sinh ra trong các điều kiện phát triển nhất định, và có thể được phân biệt theo vị trí trong tế bào trước khi được phóng thích.