Το γονιδιωματικό DNA είναι η γενετική πληροφορία που αποτελεί το γονιδίωμα ή το πλήρες σύνολο των γενετικών πληροφοριών ενός οργανισμού. Το DNA, ή δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ, είναι μια μοριακή αλυσίδα που αποτελείται από τέσσερις διαφορετικές νουκλεοτιδικές βάσεις που ονομάζονται αδενίνη, θυμίνη, γουανίνη και κυτοσίνη. Η αλληλουχία αυτών των βάσεων σε κλώνους DNA περιέχει κωδικοποιημένες “οδηγίες” που καθορίζουν τις περισσότερες από τις διαδικασίες που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και της καθημερινής λειτουργίας ενός οργανισμού. Το Genomic DNA αποθηκεύει το σύνολο αυτού του κωδικοποιημένου “εγχειριδίου οδηγιών”. Συνήθως υπάρχει στα κύτταρα με τη μορφή χρωμοσωμάτων, τα οποία είναι μεγάλα, συμπαγή σύμπλοκα που αποτελούνται από DNA και μια ποικιλία ρυθμιστικών πρωτεϊνών.
Τμήματα τόσο του κωδικοποιητικού DNA, το οποίο περιέχει πληροφορίες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή πρωτεϊνών και άλλων λειτουργικών μονάδων, όσο και του μη κωδικοποιητικού DNA, το οποίο δεν παράγει ένα λειτουργικό τελικό προϊόν, υπάρχουν στο γονιδιωματικό DNA. Τα τμήματα κωδικοποίησης του DNA γενικά μεταγράφονται σε ριβονουκλεϊκό οξύ ή RNA και μεταφράζονται σε πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες είναι εξαιρετικά άφθονες λειτουργικές μονάδες στο σώμα που εμπλέκονται με κάποιο τρόπο σχεδόν σε όλες τις βιοχημικές διεργασίες του σώματος. Η λειτουργία του περισσότερου μη κωδικοποιητικού γονιδιωματικού DNA, μεγάλο μέρος του οποίου απέχει μεταξύ ορισμένων τμημάτων κωδικοποιητικού DNA, δεν είναι καλά κατανοητή. Μερικά από αυτά λειτουργούν σε διάφορους δομικούς και ρυθμιστικούς ρόλους, αλλά οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν να αποδώσουν μια ακριβή λειτουργία στα περισσότερα από αυτά.
Το γονιδιωματικό DNA έχει ποικίλες λειτουργίες στην κληρονομικότητα. Μικρά σημεία απόκλισης στα γονιδιώματα διαφορετικών ανθρώπων έχουν ως αποτέλεσμα άτομα με διαφορετικά χαρακτηριστικά, όπως το ύψος και το χρώμα των ματιών. Όταν οι γονείς αναπαράγονται, οι απόγονοί τους λαμβάνουν κάποιο γονιδιωματικό DNA από τον πατέρα και μερικά από τη μητέρα και τα χαρακτηριστικά τους εξαρτώνται από τις γενετικές πληροφορίες που λαμβάνουν από κάθε γονέα. Αυτό είναι επωφελές από μια εξελικτική προοπτική, καθώς εισάγει μεγαλύτερη ποικιλομορφία στο γονιδίωμα, διασφαλίζοντας ότι τουλάχιστον ένα υποσύνολο ενός πληθυσμού θα είναι γενετικά ικανό να χειριστεί καταστάσεις που μπορεί να είναι δυσμενείς για την επιβίωση.
Διαφορετικοί τύποι οργανισμών και μολυσματικών παραγόντων διαθέτουν διαφορετικούς τύπους γονιδιωματικού DNA. Ένα βακτήριο, για παράδειγμα, αποθηκεύει το DNA του σε ένα μόνο κυκλικό χρωμόσωμα, ενώ το ανθρώπινο DNA αποθηκεύεται σε 23 ζευγαρωμένα χρωμοσώματα. Ειδικά οι ιοί δείχνουν μεγάλη ποικιλία στο γονιδιωματικό τους DNA. Το γονιδίωμα ενός ιού μπορεί να αποτελείται από μονόκλωνο ή δίκλωνο DNA και μπορεί να είναι γραμμικό ή κυκλικό. Οι ιοί τείνουν να εγχέουν το DNA τους σε κύτταρα ξενιστές προκειμένου να αναλάβουν τη «μηχανή» αυτών των κυττάρων για να παράγουν αντίγραφα του εαυτού τους, επιτρέποντάς τους να εξαπλωθούν.