Prokaryontische Zellen sind primitive Zellen, denen ein Zellkern fehlt. Anstatt genetisches Material in gut organisierten Chromosomen zu speichern, die durch einen membrangebundenen Kern geschützt sind, speichern Prokaryonten ihr genetisches Material in einem unregelmäßig geformten „Nukleoid“, das zu 60 % aus DNA besteht. Ein wesentlicher Teil der DNA wird auch in kleinen Organellen außerhalb des Nukleoids gespeichert, die als Plasmide bezeichnet werden. Dies sind kleine Ringe aus genetischem Material (1-400 Kilobasen), die zusammen mit dem normalen Prozess der Zellteilung kopiert werden und auch zwischen Prokaryonten ausgetauscht werden können. Der Plasmidaustausch ist mitverantwortlich für die Fähigkeit von Prokaryoten, sich schnell an externe Bedrohungen wie Antibiotika anzupassen.
Prokaryoten umfassen die Bakterien- und Archaea-Domänen, die zwei der drei Domänen allen Lebens sind, die andere ist Eukaryota, die alle vielzelligen Organismen enthält, mit denen wir vertraut sind. Die meisten Prokaryonten sind frei schwebend und unabhängig, obwohl einige verschiedene Arten von Kolonien bilden, und die Cyanobakterien weisen sogar einen gewissen Grad an Zelldifferenzierung auf, die als primitive pflanzenähnliche Merkmale wie Stängel, Ranken usw. interpretiert werden können.
Die Einteilung in Eukaryonten und Prokaryonten gilt als die bedeutendste Einteilung im gesamten Reich des Lebens. Einfache Prokaryonten der Domäne Archaea existieren seit 3.8 Milliarden Jahren oder länger, während Eukaryonten erst seit etwa 600 Millionen Jahren existieren – ein Unterschied von mehr als einem Faktor von sechs. Viele Astrobiologen und Weltraumbegeisterte hoffen, eukaryotisches Leben auf anderen Planeten zu finden, wo die Bedingungen zu extrem sind, als dass die Entstehung von prokaryotischem Leben sehr wahrscheinlich wäre. Ein oft zitierter potenzieller Standort sind die Methanseen des Saturnmondes Titan.
Die vielleicht größte Errungenschaft der Prokaryoten war das, was andere Lebensformen ermöglichte – die Massenumwandlung von atmosphärischem CO2 in Sauerstoff. Dies geschah vor etwa 2.4 Milliarden Jahren und wurde als Sauerstoffkatastrophe bezeichnet, weil es ein Massenaussterben von Organismen verursachte, die nicht an das Atmen der neuen Luft angepasst waren. Wir können das Datum der Sauerstoffkatastrophe bestimmen, weil ihr Auftreten zur Oxidation des Großteils des freien Eisens auf der Erdoberfläche führte, was zu einem scharfen Übergang von Eisen zu Rost in den Gesteinsschichten führte.