Науку о наслед­ственности и изменчивости живых организмов называют генетикой. Одним из её разделов является генетика микроорганизмов. Исследованиями Л. Пастера и Л. С. Ценковского обнаружена изменчивость у микро­организмов, что в дальнейшем легло в основу создания вакцин. Установлено, что ответственным за передачу наследственных признаков является ДНК, а у некоторых вирусов — РНК.

Бактериальная клетка имеет одну хромосому, кото­рая точно воспроизводит свою копию. Изменение генов ведет к изменению отдельных признаков и свойств организмов. У микроорганизмов чаще всего изменяются морфологические признаки. Так, широкое применение антибиотиков привело к появлению L-форм (безоболочечных) бактерий и грибов. Может изменяться и харак­тер роста, что связано с наличием S-форм (гладкие), R-форм (шероховатые) и О-форм (переходные) колонии культур. Добавлением определённых веществ можно усилить или ослабить образование микроорганизмами ферментов. Воздействуя на микроорганизмы повышенной температурой, длительными пассажами на специальных питательных средах, можно изменить биологические свойства некоторых заболеваний, что используется в практике получения вакцин.