所谓基因，归根到底是指在染色体上带有某种特定遗传信息的核苷酸排列的区段，这个区段的结构称为基因的微细结构。作为可进行精密分析的细菌和噬菌体的分子遗传学的成果，许多基因的微细结构已经清楚。特别有名的是 T4 噬菌体的 rⅡ基因区段，作为大肠杆菌和鼠伤寒菌的操纵子是已详细分析的 lac、 trp、 his等。在阐明基因微细结构的过程中，曾经分离到许多与某种特定表型有关的突变型，通过接合、转导、缺失定位、互补测验等遗传分析方法绘制出微细的连锁图（ fine linkage map）。根据表型的性质，已经区分出调节基因、结构基因（顺反子）等功能单位，并且知道这些基因在连锁图上的对应关系。如果可能，还需测定这些基因的产物或在调节功能方面的作用。进一步需要决定各结构部分的核苷酸的排列顺序。现在作为已决定核苷酸排列顺序的实例有 RNA噬菌体 MS2 的外壳蛋白质的基因等，并且证明核苷酸的排列顺序和蛋白质上的氨基酸排列顺序有着对应的关系。此外，对大肠杆菌乳糖操纵子启动区、操纵基因区段等的调节有关的部分，其核苷酸的排列顺序也都被肯定下来。