Το γονιδίωμα ενός οργανισμού είναι το σύνολο των κληρονομικών πληροφοριών του που είναι κωδικοποιημένες στο DNA του (ή, για ορισμένους ιούς, στο RNA). Αυτό περιλαμβάνει τόσο τα γονίδια όσο και τις μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες του DNA. Ο καθηγητής Hans Winkler επινόησε τον όρο το 1920.
Ο ορισμός του Winkler, σε μετάφραση, έχει ως εξής:
"Προτείνω την έκφραση γονιδίωμα για το σύνολο των απλοειδών χρωμοσωμάτων, το οποίο, μαζί με το σχετικό πρωτόπλασμα, καθορίζει τα υλικά θεμέλια του είδους ...." p165
Ωστόσο, κανένα ενιαίο σύνολο απλοειδών χρωμοσωμάτων δεν καθορίζει ακόμη και το DNA ενός είδους. Λόγω της τεράστιας ποικιλίας των αλληλόμορφων που φέρει ένας πληθυσμός, κάθε άτομο είναι γενετικά διαφορετικό. Ακόμη και ένα διπλοειδές άτομο φέρει γενετική ποικιλία. Για το λόγο αυτό ο Dobzhansky προτίμησε το "σύνολο χρωμοσωμάτων", και ο ορισμός πρέπει τώρα να είναι ευρύτερος από τον ορισμό του Winklers. Το γονιδίωμα ενός απλοειδούς συνόλου χρωμοσωμάτων είναι απλώς ένα δείγμα της συνολικής γενετικής ποικιλίας ενός είδους.
Ο όρος "γονιδίωμα" μπορεί να χρησιμοποιηθεί ειδικά για να υποδηλώσει το πλήρες σύνολο του πυρηνικού DNA (το "πυρηνικό γονιδίωμα"), αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τα οργανίδια που περιέχουν το δικό τους DNA, όπως το μιτοχονδριακό γονιδίωμα ή το γονιδίωμα του χλωροπλάστη.