Геном E. coli насчитывает приблизительно 4,2•10⁶ пар нуклеотидов, которые образуют около 3000 генов, входящих в состав 1000 оперонов. При этом в каждый отдельный момент времени транскрибируется менее половины всех оперонов. Некоторые из них ни разу за всю жизнь конкретной бактериальной клетки не будут транскрибированы. Это обусловлено как средовыми, так и внутриклеточными факторами. Например, лактозный оперон, содержащий гены, необходимые для катаболизма лактозы, будет находиться в постоянно инактивированном состоянии при отсутствии лактозы в среде обитания. Таким образом, налицо существование массы тонких механизмов включения/выключения работы отдельных участков генома. Как правило, эти механизмы обусловлены синтезом специфических для данного оперона регуляторных белков – белков-активаторов и репрессоров. Наряду с этим некоторые опероны характеризуются отсутствием регулирующих их экспрессию механизмов и находятся в постоянно активированном состоянии на протяжении жизни клетки.

По направлению оказываемого эффекта механизмы регуляции делят на индукцию (включение гена) и репрессию (выключение). В свою очередь, оба типа регуляции бывают негативными (ключевую роль играет белок-репрессор) или позитивными (ключевую роль играет белок-активатор). Так, например, негативная индукция подразумевает удаление белка-репрессора, в результате чего экспрессия данного оперона усиливается, тогда как позитивная репрессия предполагает удаление белка-активатора, что приводит к ослаблению экспрессии.