真核生物基因組DNA位于細胞核內，線粒體和葉綠體內也有DNA。原核生物DNA被包裹在細胞質中不含細胞膜的不規則細胞器類核中 。 遺傳信息包含在基因中，基因是能夠影響生物體表型的遺傳單位。
每個基因含有開放閱讀框（能夠轉錄成RNA的區域）和由啟動子和增強子組成的調節區。 在許多物種中，只有一小部分基因組序列可以被轉錄和翻譯。例如，人類基因組中只有1.5%序列含有編碼蛋白質的外顯子，超過50%的人類基因組由重復的非編碼DNA序列組成 。
在任何情況下，不編碼蛋白質的DNA序列也可以轉錄成非編碼RNA，參與基因表達的調控 。
一些非編碼序列是對染色體的結構組成部分。端粒和著絲粒區域通常含有非常少的基因，但對于染色體的功能和穩定性是必需的 。