5.9细胞器基因组是编码细胞器蛋白质的环状DNA分子
细胞器中除真核细胞线粒体DNA（mtDNA）是线性的外，都是环状分子，比如叶绿体DNA（ctDNA，cpDNA）。因为单个细胞器有几套不同拷贝的细胞器基因组，同一个细胞内有许多不同细胞器。所以，细胞器基因组可以认为是重复序列。
叶绿体基因组大，线粒体基因组依据不同生物个体差别很大（小的有酵母，大的有植物线粒体（与大容量基因组相对应的是基因组结构的复杂性）如图，线粒体可编码rRNA、tRNA和蛋白质，其中，rRNA量比较稳定和；tRNA随个体不同有差异；因为动物mtDNA结构非常紧凑，所以基因组大小与编码蛋白质的基因数并不成比例，该蛋白质用于细胞活动））
因为动物mtDNA比较少，所以为了满足功能，所以保留了编码功能的基因组，所以不同动物mtDNA保有很高的同源性。所以不同mtDNA基因组大小的动物之间差异在于其他的参与调节的基因片段。
有时候，细胞器基因组片段（因为细胞器基因组内的基因本身就很少，所以这里也是少量片段）也会插入细胞核内染色体中。