每条染色体上一般只有一个DNA分子，一个DNA分子上包含许多个基因。
染色体，细胞在有丝分裂或减数分裂时DNA存在的特定形式。细胞核内，DNA紧密卷绕在称为组蛋白的蛋白质周围并被包装成一个线状结构。
当细胞不分裂时，染色体在细胞核中是不可见的，在显微镜下也是如此。然而，构成染色体的DNA在细胞分裂过程中变得更紧密，在显微镜下可见。
古细菌染色体中的DNA被包装在与真核核小体相似的结构中。某些细菌还含有质粒或其它染色体外DNA。这些细胞质环状结构含有细胞DNA，在水平基因转移中发挥作用。细菌染色体倾向于结合于质膜上，因此，分子生物学通过离心裂解的细菌以便其从质粒DNA中的分离。与真核生物一样，原核染色体和质粒DNA通常是超螺旋的。DNA转录、调节和复制前必须首先将DNA超螺旋链解开。