Ένα μικροβιακό γονιδίωμα είναι μια πλήρης αλληλουχία του γενετικού κώδικα ενός δεδομένου μικροβίου. Το μέγεθος του γονιδιώματος στα μικρόβια μπορεί να ποικίλλει σημαντικά. το τελικό μέγεθος ενός οργανισμού δεν έχει απαραίτητα σχέση με το μέγεθος του γενετικού του κώδικα. Τα μικρόβια υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό, και ως αποτέλεσμα, πολλά έχουν πολύ μεγάλα και πολύπλοκα γονιδιώματα που φέρουν πολλές ενδιαφέρουσες ιστορικές και γενετικές πληροφορίες.
Τα μικρόβια, γνωστά και ως μικροοργανισμοί, είναι ζωντανοί οργανισμοί που είναι τόσο μικροί που μπορούν να φανούν μόνο με τη βοήθεια μικροσκοπίου. Μερικά παραδείγματα μικροβίων περιλαμβάνουν πράσινα φύκια, βακτήρια, πρωτίστες, αρχαία, πλαγκτόν και μερικούς μύκητες. Αυτοί οι οργανισμοί ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό ως προς την πολυπλοκότητα, από εξαιρετικά απλούς ζωντανούς οργανισμούς έως άλλους που είναι πολύ πιο περίπλοκοι. Τα μικρόβια μπορούν να βρεθούν παντού και έχουν μια σειρά από σημαντικές βιολογικές λειτουργίες, που κυμαίνονται από τη συμμετοχή στη διάσπαση του οργανικού υλικού έως τους φορείς ασθενειών.
Το γονιδίωμα είναι το πλήρες σύνολο του γενετικού υλικού οποιουδήποτε οργανισμού. Στην περίπτωση ενός μικροβιακού γονιδιώματος, αποτελείται από ένα πλήρως αλληλουχημένο σύνολο γενετικών πληροφοριών από ένα μικρόβιο. Καθορίζοντας πλήρως την αλληλουχία του μικροβιακού γονιδιώματος, οι ερευνητές μπορούν να μάθουν πολύ περισσότερα για το μικρόβιο και τι κάνει. Για παράδειγμα, μπορεί να είναι σε θέση να ανιχνεύσουν την εξελικτική ιστορία του οργανισμού και να δουν πού αυτός και άλλοι απέκλιναν από έναν κοινό πρόγονο. Ομοίως, οι ερευνητές μπορούν να αρχίσουν να μαθαίνουν περισσότερα για τις συγκεκριμένες λειτουργίες ορισμένων αλληλουχιών DNA, ανακαλύπτοντας ποια μέρη του γονιδιώματος κάνουν τι.
Με τα βακτήρια, η αλληλούχιση του μικροβιακού γονιδιώματος περιπλέκεται από το γεγονός ότι πολλά βακτήρια φέρουν πλασμίδια. Ένα πλασμίδιο είναι ένα τμήμα του DNA που δεν φέρεται σε ένα χρωμόσωμα. Αυτό το εξωχρωμοσωμικό DNA μπορεί να ανταλλάσσεται μεταξύ βακτηρίων και μερικές φορές μπορεί να ενσωματωθεί στο μικροβιακό γονιδίωμα, ανάλογα με τον οργανισμό που εμπλέκεται και την περιβαλλοντική πίεση που αντιμετωπίζει. Η ανάλυση του γονιδιώματος των βακτηρίων μπορεί να περιλαμβάνει ξεχωριστή ανάλυση για τον εντοπισμό πλασμιδίων.
Πολυάριθμα εργαστήρια σε όλο τον κόσμο πραγματοποιούν έρευνα για μικροβιακά γονιδιώματα. Αρκετές κυβερνήσεις έχουν δημιουργήσει έργα αλληλουχίας γονιδίων που έχουν σχεδιαστεί για την προώθηση της γνώσης των μικροβιακών γονιδιωμάτων, εν μέρει με στόχο την ανάπτυξη επιστημονικών χρήσεων για μικροοργανισμούς. Για παράδειγμα, η αλληλούχιση ορισμένων βακτηρίων αποκάλυψε ότι θα μπορούσαν να είναι χρήσιμα στον καθαρισμό του περιβάλλοντος, ενώ η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των πλασμιδίων οδήγησε στη χρήση γενετικά τροποποιημένων πλασμιδίων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εισαγωγή γενετικού υλικού σε άλλους οργανισμούς.