細菌通過細胞間緊密接觸而發生的遺傳物質轉移和重組的過程。通過接合而獲得新遺傳性狀的受體細胞稱為接合子。
1946年美國的J.萊德伯格和E.L.塔特姆首次在大腸桿菌K12品系中發現接合現象。他們將兩株多重營養缺陷型菌株（兩者基因型不同）各108個混合培養後，塗佈在基本培養基上，結果長出瞭少數原養型菌落，而未經混合培養的親株均不能在基本培養基上生長。這說明上述原養型細胞的產生是由兩親株細胞通過相互接觸而發生遺傳物質的轉移和基因重組所致，不可能由回復突變所產生。後來又通過戴維斯的U形管實驗證明接合過程需要細胞間的直接接觸。U形管的中間隔有燒結玻璃，不允許細菌通過，但不影響培養基和大分子物質的流過。U形管的兩臂盛有完全培養基，將兩株營養缺陷型菌株分別接種到二臂，經培養後塗佈在基本培養基上，結果並無原養型菌落長出，從而證明細胞間的緊密接觸是細菌結合的必要條件，同時該實驗還排除瞭萊德伯格等觀察到的基因重組現象是轉化因子交換的可能性。
大腸桿菌的接合作用是由F因子介導的。F因子又稱F質粒、致育因子或性因子，其大小約94.5kb，為cccDNA，由轉移區（tra區）、復制區和插入區3部分組成。轉移區占整個F因子的1/3，其中含有性菌毛合成、DNA轉移、穩定接合配對、轉移起始點（oriT）和調節等20多個基因。根據F因子在細胞中的存在狀態，可把大腸桿菌分成4類不同的接合型菌株，即F+、Hfr（高頻重組菌株）、F′和F−菌株。F+菌株細胞內存在遊離態的F因子，其細胞表面著生性菌毛。當F+菌株細胞內的F因子整合到染色體上時，該菌株便轉變為Hfr菌株。Hfr菌株細胞內的F因子處於整合態。當Hfr菌株細胞內的F因子從染色體上不準確切離時，可形成攜帶整合位點鄰近少數染色體基因的特殊F因子，稱為F′因子。攜帶遊離態F′因子的菌株稱F′菌株。F−菌株是細胞內不存在F因子、細胞表面也無性菌毛的菌株。
具有F因子的F+、Hfr和F′細菌是DNA的供體（“雄性”）細菌，它們都可以和不具有F因子的F−細菌發生接合作用，並把DNA轉移到後者，因此F−細菌屬於DNA的受體（“雌性”）細菌。當F+菌株與F−菌株接合時，F因子邊進行滾環復制邊從F+細胞向F−細胞轉移，F因子的轉移頻率幾乎100%，結果供體細菌和受體細菌均成為F+菌株，但發生基因重組的頻率很低（僅10−7～10−6）。當Hfr菌株與F−菌株接合時，Hfr菌株染色體上的F因子發生內部斷裂，染色體DNA按滾環模型邊復制邊向F−細菌轉移，隨後發生基因重組的頻率非常高，可比F+×F−接合的基因重組頻率高出近千倍，而F因子由於位於線狀染色體DNA的末端，且轉移過程中染色體DNA常發生自發斷裂，因此F因子一般無法進入受體細菌，故接合後得到的接合子仍為F−細菌。通過F′菌株與F−菌株的接合，供體細菌和受體細菌都成為F′菌株，由於少數染色體基因隨F′因子一起進入F−細菌，並且不需要整合就可以表達，因此使後者成為一個部分二倍體。這種通過F′因子來轉移供體基因的方式，稱為F因子轉導、性導。
1956年法國的E.沃爾曼和F.雅各佈首創的結合中斷法，為繪制大腸桿菌的染色體圖提供瞭重要的技術。他們通過對大腸桿菌染色體轉移的動力學研究發現，在Hfr×F−接合過程中線狀染色體DNA以恒定的速率和嚴格的順序性從供體菌向受體菌轉移，所以每隔一定時間取樣，通過劇烈攪拌使接合中的細菌互相脫離，然後塗佈在排除Hfr供體菌的選擇性培養基上，經培養後就可獲得一批接受到Hfr菌株不同染色體基因的F−接合子。由於Hfr染色體基因進入F−受體菌的時間與該基因在染色體上的位置相對應，因此通過分析F−接合子的基因型，就能知道F−受體菌中出現各種Hfr染色體基因的時間的早晚和頻率高低，於是可繪制出以時間（min）為單位的大腸桿菌環狀染色體遺傳圖譜，該圖譜是染色體上基因順序的直接反映。實驗證明，在無幹擾情況下，轉移一條完整的大腸桿菌K12染色體正好需要100min，因此其遺傳圖譜全長也是100min。
由於大腸桿菌的基因組很大，而且Hfr菌株染色體在轉移過程中會發生隨機的自發中斷，因而隻能轉移一部分染色體片段，也就是說隻能對這些片段上的基因進行遺傳分析，因此不可能從一種Hfr菌株的染色體DNA轉移來確定其遺傳圖譜。如果采用多株不同的Hfr菌株（F因子在染色體上整合的位置和方向各異）與F−細菌接合，將其結果綜合起來，就可得到較完整的遺傳圖譜，並可推斷出大腸桿菌的染色體是一個環狀DNA分子。另外結合中斷法雖能很精確地定位相隔3min以上的基因，但其分辨力較低，不能用於相隔很近基因的定位，通常可把接合中斷法和共轉導、共轉化的實驗數據結合起來，便可對十分鄰近的基因進行精確定位。已有1 000多個基因被標定在大腸桿菌的染色體上。
接合現象在細菌中普遍存在，尤其在G−細菌如大腸桿菌、沙門氏菌屬、志賀氏菌屬、克雷伯氏菌屬、沙雷氏菌屬、弧菌屬、假單胞菌屬和固氮菌屬等細菌中都已發現接合現象。放線菌中的鏈黴菌屬、諾卡氏菌屬也存在接合現象。接合還可以發生在不同屬的一些菌種間，如大腸桿菌與鼠傷寒沙門氏菌間，沙門氏菌與痢疾志賀氏菌間等。在大腸桿菌中，除瞭F因子外，R質粒和col質粒也能介導接合作用。