Tế bào nhân sơ không có nhân thực sự. Từ "tế bào nhân sơ" có nghĩa là "trước nhân". Mặt khác, tế bào nhân thực ra đời sau tế bào nhân sơ và chứa các cấu trúc không có trong tế bào nhân sơ.
Các sinh vật nhân sơ duy nhất là các loài vi khuẩn. Thay vì một hạt nhân, sinh vật nhân sơ có một vùng gọi là nucleoid. Khu vực này chứa vật liệu di truyền của vi khuẩn ở dạng hình tròn. Sinh vật nhân sơ cũng có thể chứa một hoặc nhiều plasmid, là những cấu trúc hình tròn cũng chứa một số vật chất di truyền. Những plasmid này có thể chuyển từ tế bào nhân sơ này sang tế bào nhân sơ khác.
Ngoài việc không có nhân, tế bào nhân sơ còn thiếu các bào quan khác, cấu trúc màng bao bọc ở sinh vật nhân thực. Các bào quan bao gồm các thành phần tế bào như ti thể, lục lạp, ribosome, thể Golgi và lưới nội chất.
