Sinh vật nhân sơ có những lợi thế liên quan đến sự đơn giản hơn, bao gồm sinh sản nhanh hơn, đột biến nhanh và thích nghi với môi trường mới cũng như hệ thống trao đổi chất đa dạng hơn. Chúng cũng có khả năng truyền các gen thích nghi cho các loài khác vi khuẩn ở dạng plasmid. Trong khi các bào quan của tế bào nhân thực mang lại những ưu điểm khác biệt, thì tế bào nhân sơ vẫn là dạng sống phổ biến và phong phú nhất.
Sinh vật nhân sơ được đặt tên vì thiếu nhân có màng, nhưng sinh vật nhân sơ cũng thiếu bất kỳ bào quan có màng nào khác. Chúng thiếu lục lạp, ti thể hoặc không bào và thực hiện bất kỳ chức năng nào của các bào quan này trong tế bào chất của chúng. Sinh vật nhân sơ có hai kiểu lưu trữ thông tin di truyền. Hạt nhân đầu tiên, tương tự như hạt nhân sinh vật nhân chuẩn, là một cụm nhiễm sắc thể được gọi là nucleoid. Thứ hai, chỉ được sở hữu bởi một số sinh vật, là plasmid, những vòng nhỏ chứa thông tin di truyền bổ sung.
Sự sống sinh vật nhân chuẩn, bao gồm tất cả các sinh vật đa bào, không thể tồn tại nếu không có sinh vật nhân sơ. Một ví dụ đáng chú ý là trong chu trình nitơ. Chỉ một số vi khuẩn nhất định mới có khả năng tách liên kết ba của khí nitơ để tạo ra các hợp chất nitơ, điều này rất quan trọng, đặc biệt đối với các nhà sản xuất. Các loài động vật đều dựa vào vi khuẩn cộng sinh để hỗ trợ tiêu hóa. Sinh vật nhân sơ cũng sống trong những môi trường cực kỳ thù địch, chẳng hạn như lỗ thông hơi nhiệt ở biển sâu và các vực chứa axit, nơi không sinh vật nhân chuẩn nào có thể tồn tại được.
