Mỗi tế bào nhân sơ chỉ có một nhiễm sắc thể, trong khi một tế bào nhân thực thường có nhiều nhiễm sắc thể. Do đó, tế bào nhân sơ là tế bào đơn bội (n), không có cặp alen trong bộ nhiễm sắc thể.[9]
Nhiễm sắc thể nhân sơ là phân tử ADN không có kết hợp với histôn, nên ở trạng thái gọi là "ADN trần".[7]
Mỗi nhiễm sắc thể là một phân tử ADN vòng, chiếm một vùng không gian trong tế bào gọi là vùng nhân, có kích thước lớn nhất so với các ADN vòng còn lại (các plasmit).
Nhiễm sắc thể nhân sơ chứa hầu hết các gen trong bộ gen của vi khuẩn, các gen này được di truyền cho đời sau nhờ cơ chế nhân đôi và phân li trong quá trình phân bào của vi khuẩn, nên ôn định về số lượng qua các thế hệ; còn các gen ở plasmit rất không ổn định trong quá trình di truyền.
Do ở dạng vòng, không có hai đầu mút, nên nhiễm sắc thể nhân sơ không có têlôme, cũng không có trình tự khởi đầu nhân đôi như ở tế bào nhân thực. Bởi vậy, quá trình nhân đôi của nhiễm sắc thể này phải bắt đầu từ một điểm gọi là "Ori" (gốc từ "origin of replication").[3][4]
