在分子生物学和遗传学领域，基因组是指生物体所有遗传物质的总和。这些遗传物质包括DNA或RNA（病毒RNA）。基因组包括编码DNA和非编码DNA、线粒体DNA和叶绿体DNA。研究基因组的科学称为基因组学。
基因组指自主复制的单所有多的位所应有的一套基因，因而有“质粒基因组”和“病毒基因组”的名称，这和“质粒和病毒的不可染色体”一词相同。基因组中不同区域具有不同的功能，有些是属于编码蛋白质的结构基因、有些属于参与结构基因的复制、转录及其蛋白质表达调控的调节基因，有些功能目前还尚不清楚。
基因组大小是一个拷贝的单倍体基因组中DNA碱基对的总数。基因组大小与原核生物和低等真核生物的形态复杂性呈正相关。然而，在软体动物和上述所有其它高等真核生物之后，这种相关性已不再存在，主要是因为重复DNA的缘故。