古細菌域 (Domain archaea) 只有一個界：古細菌界 (Archaebacteria)，古細菌的物種數量比真細菌少得多。

雖然古細菌和真細菌均屬原核生物，科學家相信古細菌比真細菌更接近真核生物，因為古細菌在基因轉錄和轉譯上，非常接近真核生物，而與真細菌不一樣。

古細菌比真細菌更細小，也必須使用電子顯微鏡才能進行觀察。

古細菌的結構跟真細菌很似，但細胞壁不含肽聚糖 (peptidoglycan) ，組成細菌胞的脂質分子也跟真細菌和真核生物不一樣。

許多古細菌皆生活在極端的環境，如在極高溫 (100℃ 以上)、極低溫、或是高鹽、強酸或強鹼性的水中。

例如在含鹽量極高的死海 (Dead Sea)，古細菌是少數能生存的生物之一。