乙肝病毒（HBV）的基因組DNA結構很奇特，是一環狀的部分雙螺旋結構,長約3.2kb。其中的2/3為雙螺旋結構，1/3為單鏈，這就是說，DNA中的兩條鏈不等長。長鏈的5'端與3'端無共價連接，而是與一種蛋白質共價相連。長鏈的5'端以250-300對堿基互補結合。長鏈為負鏈，短鏈為正鏈。短鏈的長度視病毒而異，一般長約1.6-2.8kb,約為長鏈的2/3。短鏈之間的空隙可由病毒顆粒中的DNA聚合酶充填。乙肝病毒是已知的感染人類最小的雙鏈DNA病毒。為了能在細胞內獨立復制，病毒在很小的基因組中盡量容納大量的遺傳信息。因而HBV的基因組結構顯得特別精密濃縮，充分利用其遺傳物質。
重疊的基因序列比較多，HBV基因組中已確定的開放讀框有4個,分別編碼病毒的核殼（C）和包膜（S）蛋白，病毒復制酶（聚合酶)及一種似乎與病毒基因表達有關的蛋白質X。在S基因前面的兩個小ORFs與S基因ORF屬于同一個讀框，可以將ORFS通讀下去，編碼兩種S蛋白相關的抗原，這兩種抗原也存在于病毒顆粒的表面，這兩個抗原分別稱為前-S1(pre-S1)和前－S2(pre-S2)。同樣，在ORFC前面也有一短的ORF，稱為前－C(pre-C)，編碼一較大的C蛋白相關抗原。所有這些ORF都在負鏈DNA（長鏈）上，其中S基因完全重疊于聚合酶基因中，X基因與聚合酶基因、C基因重疊，C基因與聚合酶也有重疊。最近，Miller等人在HBV基因組中又發現兩個ORF,即ORF-5和ORF-6，這兩個ORFs與X基因重疊，其中ORF6不是由負鏈DNA編碼的，而是由正鏈DNA編碼。這兩個ORF的功能尚不清楚。
調節序列位于基因內部，這也是HBV節約使用遺傳物質的一種方式。與HBV基團組復制有關的序列有：短鏈順向復制序列（DR1和DR2）和U5樣序列（因與反轉錄病毒末端的U5序列類似面得名）。DR1和U5位于前－CORF中，是合成DNA長鏈的起始部位，DR2位于聚合酶基因與X基因重疊處，是DNA短鏈合成的起始部位。