原核基因表达调控的主要机制是操纵子模式，这种模式主要在转录水平上进行调控，即对RNA合成的调控，翻译水平次之。通常有两种方式：①起始调控，即启动子调控；②终止调控，即衰减子调控。
原核基因组的调控机制是通过负调控和正调控因子所进行的复合调控。阻遏蛋白与操纵基因结合，妨碍RNA聚合酶与启动子结合形成开放性启动子复合物，阻止基因转录。当阻遏蛋白与操纵子基因解离时，RNA聚合酶与启动子结合，起始基因转录。
此外，原核生物基因表达调控的典型模式是乳糖操纵子。乳糖操纵子的转录调控机制也是通过正负调控因子所进行的复合调控。阻遏蛋白与操纵子基因结合，妨碍RNA聚合酶与启动子结合形成开放性启动子复合物，阻止基因转录。CAP与CAP结合位点结合促进RNA聚合酶与启动子结合，引起有效转录。