El genoma procariota se compara comúnmente con el cromosoma circular bacteriano; sin embargo, en la mayoría de las bacterias también existe un tipo diferente de material genético accesorio, llamado plásmido. Los plásmidos son pequeñas hebras circulares de ADN bicatenario superenrollado, presentes en el citoplasma y que se distinguen del cromosoma bacteriano por su pequeño tamaño. Su material genético permite que el organismo huésped realice diversas funciones no esenciales, pero confiere a la célula propiedades especiales (a veces propiedades metabólicas únicas). Los plásmidos son capaces de moverse entre células (incluso si no son iguales, pero sí filogenéticamente similares) influyendo en la variabilidad genética.

Los plásmidos son generalmente mucho más pequeños que los cromosomas presentes en la misma célula. Su tamaño puede variar desde unos pocos miles hasta unos pocos millones de pares de nucleótidos. Normalmente, los plásmidos no tienen genes que sean esenciales para el crecimiento y la reproducción celular. Algunos de ellos se encargan de la producción de proteínas que confieren propiedades específicas a la célula, como la virulencia, la resistencia a antibióticos o metales tóxicos y la capacidad de degradar moléculas orgánicas complejas. Los plásmidos que no tienen ninguna de estas funciones se denominan crípticos. En la célula bacteriana, la reproducción (o replicación) de un plásmido se produce de forma autónoma respecto del cromosoma. Mientras que la replicación cromosómica tiene lugar en sincronía con la división celular, de modo que cada célula contiene una copia única del cromosoma, un plásmido puede replicarse incluso más rápido que la división celular y esto puede determinar la presencia de múltiples copias del plásmido en cada célula (de una o de dos a cien ejemplares). Además, en una misma célula pueden coexistir plásmidos de diferente naturaleza, siempre que sean compatibles entre sí. Algunos plásmidos se denominan conjugativos, ya que pueden transferirse de una célula que los posee a otra que no, mediante un proceso llamado conjugación. En la conjugación se produce un apareamiento temporal entre las dos células, durante el cual la célula donante produce una copia del plásmido y lo transfiere a la célula receptora sin perder su propia copia. Otros plásmidos se denominan integrativos porque, aunque raramente, pueden integrarse en puntos bien definidos del cromosoma, perdiendo así la capacidad de replicarse de forma autónoma. Algunos plásmidos son tanto conjugativos como integrativos. El ejemplo más conocido es el del factor de fertilidad F de Escherichia coli, un plásmido formado por aproximadamente 100.000 pares de nucleótidos. En su forma integrada, el factor F mantiene su función conjugativa y, en caso de apareamiento, puede transferir fragmentos del ADN cromosómico adyacente al sitio en el que se inserta. Se distinguen claramente en tamaño del cromosoma circular bacteriano, pero se diferencian de él principalmente en su función. Como ya hemos dicho, se denominan material genético accesorio, ya que en su interior no contienen rasgos codificantes necesarios para la vida o replicación de la bacteria, sino que incluyen regiones que codifican genes que no son esenciales para la supervivencia, pero que hacen es mejor. Rara vez presentan homologías de secuencia con la molécula de ADN cromosómico y por ello también se consideran material genético extraño. En ocasiones estas moléculas pueden convertirse en episomas, es decir, secuencias que, mediante procesos de recombinación, pasan a formar parte del cromosoma bacteriano. Los plásmidos varían en tamaño de 1.000 a 200.000 pares de bases (mucho más pequeños que los cromosomas bacterianos, que normalmente contienen de 1 a 5 millones). Los plásmidos más grandes, es decir, aquellos que tienen aproximadamente 1/3 del tamaño del cromosoma bacteriano, también se denominan comúnmente megaplásmidos.