第一个将染色体以外的遗传物质称之为质粒的是美国分子生物学家Joshua Lederberg。
他在发表于 Physiological reviews的一篇论文中指出，那些对细胞质遗传物质的描述例如原生质、细胞质基因或质体基因等，由于概念表述的模糊性，无法统一，大大限制了对这些重要遗传物质的研究和利用。因此，他开创性地提出了质粒（Plasmid）这一概念，并广泛沿用至今。
此后，更多质粒被分离出来，更多的生物学特性也被揭示，如Tsutomu Watanabe等日本科学家发现了细菌染色体外的抗生素抗性因子并做了大量研究。
到二十世纪六十年代，科学家陆续总结了质粒的基本性质：自我复制能力、迁移性、不相容性和特定宿主范围，这对发展质粒基础上的DNA重组技术奠定了基础。
质粒的神秘面纱逐步被揭开，但它在宿主中究竟是什么样子的呢？
From Kleinschmidt,A.K., et.al, 1963. Science, 142(3594), pp.961-961
直到1962年，美国科学家Walter Fiers和Robert L. Sinsheimer才提出，质粒DNA分子是环状结构。他们在对噬菌体φX174中存在的的两种单链DNA分子（S1和S2）进行差速沉降等生物物理学实验时，发现了环状质粒结构存在的证据。
后续Albrecht K. Kleinschmidt等科学家用电镜实验证实了这一观点。
那么是否所有的细菌质粒都是环状结构呢？
事实并非如此，在十年后的八十年代早期，K. Sakaguchi等科学家陆续发现，线性质粒其实广泛存在于不同的放线菌、分枝杆菌和红球菌属，这些发现完善了我们对质粒的认知。
随着质粒性质和结构研究成果的丰富，科学家们大胆创新，开始以质粒为载体进行DNA重组，基因工程技术得到了迅猛发展。
生化研究时期
·P. Berg等发现DNA可产生互补末端，并可利用T4连接酶连接
·H. Boyer等分离出EcoRI，可用来切除特定的粘性末端
分子遗传研究时期
·S. Cohen和H. Boyer合作完成了完整的基因克隆实验，经过EcoRI酶切和T4连接酶酶连，转化筛选后得到高纯度目的质粒，为以后的克隆实验奠定了重要基础
应用研究时期
·可用于克隆实验的质粒载体得到极大丰富，使基因工程技术得到了更加广泛的利用
其中S.Cohen和H.Boyer的合作无疑大大加速了分子克隆技术的成熟和发展，而这次至关重要的合作，源自一场特殊的质粒会议。
这原本是T.Watanabe（前文R因子的主要研究学者）组织的美日间质粒研究交流会，而会前T.Watanabe因病不幸逝世，幸运的是会议如期举行，这为当时在遗传工程领域的两位佼佼者在熟食店相遇创造了条件。
当时，S.Cohen研究方向是质粒的转化和筛选，而H.Boyer则是在限制性内切酶EcoRI的应用上成果丰硕。
会议期间，他们在熟食店偶遇，进行了酣畅淋漓的讨论，很快做出了合作的决定，可能他们当时都没有意识到，他们后来的合作研究成果将开启基因工程的新时代。
除了质粒之外，限制性内切酶的发现也是遗传工程发展的另一必要条件。
这得益于三位诺贝尔奖得主在这把“魔剪”上的研究。
正是科学家对限制性内切酶的认知，才让人类由此拥有了对遗传基因进行改造的能力。
几十年来，分子生物学工具迅速发展更新，应用于各类创新性领域，因而质粒的数量和使用频率迅猛增加。
转录调控
蛋白质工程
蛋白表达
微生物工程
基因编辑
基因治疗
..........
例如各类高效表达难度蛋白的重组表达质粒广泛地应用于微生物工程。
带有荧光标记的融合表达载体大大推动了科学家在体内水平对各类分子及其作用机制的研究；
包括Crispr/Cas在内的新型基因编辑技术催生了大量的基因治疗手段……
质粒正在各种生物前沿领域的研究中扮演着越来越重要的作用。
