Vi khuẩn và vi khuẩn khảo cổ có nhiều hình dạng khác nhau. Tuy nhiên, những loại tế bào này không có bào quan có màng bao bọc, chúng không tổ chức DNA thành nhân và chúng được chứa bởi màng tế bào bảo vệ. bởi thành tế bào. Cả hai đều tương đối đơn giản về cấu trúc, vì vậy hầu hết sự khác biệt của chúng là hóa học chứ không phải cấu trúc. Nhìn chung, vi khuẩn khảo cổ có những điểm tương đồng với sinh vật nhân chuẩn mà vi khuẩn không có, nhưng chúng cũng có một số đặc điểm thực sự độc đáo.
So với vi khuẩn khảo cổ, vi khuẩn eubacteria cực kỳ đa dạng và phổ biến, nhưng chúng chỉ có ba hình dạng tế bào chính. Chúng có dạng hình cầu, hình que ngắn, hoặc dài và xoắn. Hình dạng cơ bản này là một phần lớn trong cách phân loại vi khuẩn eubacteria. Mặt khác, vi khuẩn cổ không được phân loại theo hình dạng mà theo kiểu sống cực đoan. Vi khuẩn cổ sống trong môi trường thù địch mà cả vi khuẩn lẫn sinh vật nhân chuẩn đều không thể tồn tại. Họ được phân loại là nhà sản xuất khí mêtan, chuyên gia nhiệt độ cực cao hoặc chuyên gia độ mặn cực cao.
Một phần khiến vi khuẩn khảo cổ sống sót trong những môi trường khắc nghiệt như vậy là màng tế bào độc đáo của chúng. Trong khi tất cả vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn đều có lớp kép phospholipid làm màng tế bào của chúng, vi khuẩn khảo cổ có chuỗi hydrocacbon phân nhánh với các liên kết ete với glycerol cho màng của chúng. Loại màng độc đáo này ổn định hơn các loại màng ở dạng sống khác và cho phép chúng chịu được các điều kiện khắc nghiệt.