Archaeen und Bakterien sind beides einzellige Mikroorganismen, die als Prokaryonten bekannt sind, aber dies ist eines der wenigen Dinge, die sie gemeinsam haben. Obwohl beide durch ein Mikroskop betrachtet vage ähnlich aussehen, repräsentiert jede eine völlig andere Gruppe von Kreaturen. Tatsächlich unterscheiden sich Archaeen in Bezug auf ihre Biochemie und genetische Struktur von Bakterien genauso wie der Mensch. Archaeen und Bakterien haben unterschiedliche Zellmembranen und Zellstrukturen, und Archaeen kommen in extremen Umgebungen vor, in denen die meisten Bakterien nicht überleben könnten.
Bakterienzellwände enthalten eine Substanz namens Peptidoglycan, während die Zellwände von Archaeen dies nicht tun. Archaea und Bakterien unterscheiden sich auch dadurch, dass die Zellmembranen von Archaeen eine einzigartige Struktur haben und nicht die gleichen Lipide oder Fette enthalten, die in den Zellmembranen anderer Organismen vorkommen. Archaeenmembranen enthalten eine Substanz namens Isopren, die hitzebeständige Strukturen bildet und in bakteriellen Zellmembranen nicht vorhanden ist.
Innerhalb von Archaeen unterscheiden sich die Protein-synthetisierenden Moleküle, die Ribosomen genannt werden, von denen, die in Bakterien vorkommen, und liegen näher an den Ribosomen, die in eukaryotischen Zellen vorhanden sind. Eukaryotische Zellen kommen in Menschen, Tieren, Pflanzen, Pilzen und Protozoen vor. Das Enzym RNA-Polymerase, das die RNA-Herstellung in Zellen ermöglicht, hat in Bakterien eine einfache Form. Bei Archaeen ist es komplexer.
Archaeen und Bakterien unterscheiden sich in der Umgebung, in der sie überleben können. Während Bakterien fast überall leben, können nur Archaeen in harten Extremen überleben, obwohl sie auch anderswo zu finden sind. Einige Archaeen, die als Thermophile bekannt sind, leben in sehr heißen Umgebungen wie Vulkanschloten. Andere sind in der Lage, extrem sauren oder alkalischen Bedingungen oder Orten ohne Sauerstoff standzuhalten. Einige sehr salzige Orte, wie das Tote Meer, sind für die meisten Organismen zu trocken, aber bestimmte Archaeen, die als Halophile bekannt sind, können dort leben.
Im Gegensatz zu Bakterien, die im 1600. Jahrhundert entdeckt wurden, kamen Archaeen erst in den 1970er Jahren ans Licht, als sich herausstellte, dass bestimmte Prokaryonten eine andere genetische Ausstattung hatten als Bakterien. Es wurde festgestellt, dass dies auch die Prokaryoten waren, die in extremen Umgebungen lebten, und eine neue Gruppe von Lebensformen wurde erkannt. Dies bedeutete, dass das Leben in drei Hauptgruppen oder Domänen unterteilt werden konnte, die als Eukaryoten, Archaeen und Bakterien bekannt sind. Einige Experten glauben, dass die Fähigkeit von Archaeen, unter unwirtlichen Bedingungen zu leben, daran liegen könnte, dass sie eine uralte Gruppe von Mikroben sind, die ursprünglich an eine Zeit angepasst waren, als die Erde heißer war und eine Atmosphäre voller Methan und Ammoniak hatte.