几乎所有的细菌中，除了染色体之外，细胞中还存在一些环状的DNA分子，叫做质粒(plasmid)。质粒上常带有一些特殊的基因，如抗生素的抗性基因。质粒具有自己的复制起始区，能自主复制。有些小质粒是使用细胞的酶来复制，而大型质粒本身就带有编码复制酶的基因，这样就可以依靠自己的复制酶来复制。另外一些质粒它们可以整合到宿主的染色体中，和细菌染色体同步复制。
在细菌中有很多不同的质粒，不同的细菌含有不同的质粒。质粒根据它们所带有的基因以及赋于宿主细胞的特点可以分为五种不同的类型：
1、抗性质粒：它们带有抗性基因，可使宿主菌对某些抗菌素产生抗性，如对氨基苄青霉素，氯霉素等产生抗性。不同的细菌中也可含有相同的抗性质粒，如RP4质粒在假单胞菌属和其它细菌中都存在。R质粒还可以通过感染的形式在不同种的细菌中传播。
2、致育因子：可以通过接合在供体和受体间传递遗传物质。F因子约有1/3的DNA构成一个转移DNA的操纵子，约35个基因，负责合成和装配性伞毛。这就是DNA转移区域，受traJ基因产物的正调节。它还具有重组区和复制区。重组区含有多个插入顺序，通过这些插入顺序进行同源重组。在复制区有两个复制起始点：一个是OriV，供给F因子在宿主中自主复制时使用;另一个是OriT，供接合时进行滚环复制的起始点。
3、Col质粒：带有编码大肠杆菌素的基因。大肠杆菌素可杀死其它细菌。
4、降解质粒：这种质粒编码一种特殊蛋白，可使宿主菌代谢特殊的分子，如甲苯或水杨酸。
5、侵入性质粒：这些质粒使宿主菌具有致病的能力。如Ti质粒，此是在根癌农杆菌中发现的，现经过加工用来作植物转基因的一种常用载体。
质粒的大小很不相同，最小的约长1Kb，而最大的可达250Kb.质粒在细胞中的拷贝数也不尽相同。有的拷贝数很少，只有一，二个拷贝，称为严紧型(stringent)质粒，另一些具有较高的拷贝数，约有10个以上，称为松弛型(relaxed)质粒。有些质粒不能共存于一个细菌的细胞，这种特征称为质粒的不相容性。共存于同一种细菌中的质粒必须属于不同的不相容群。
在细菌的基因组中还存在着一些转座因子，它们有着特殊的结构，并可以在基因组中移动。