Organisme uniseluler yang tidak memiliki organel yang terikat membran seperti nukleus dan mitokondria disebut sebagai sel prokariotik. Organisme ini dibagi menjadi dua kelompok tergantung pada komponen dinding sel: Bakteri dan Archaea.
Dalam prokariot, membran sel membungkus protein yang larut dalam air, DNA dan metabolit di sitoplasma. Mereka tidak memiliki kompartemen terpisah, tetapi mikrokomponen bertindak sebagai organel primitif yang diciptakan oleh cangkang protein.
Kebanyakan prokariota berukuran 0,2 hingga 2 μm. Empat jenis bentuk dapat diidentifikasi pada bakteri: berbentuk bulat (cocci), berbentuk batang (basil), berbentuk spiral (spirochaete) dan berbentuk koma (vibrio). Cyanobacteria juga membentuk koloni besar dan myxobacteria yang mengandung tahapan multiseluler dalam siklus kehidupan.
Bakteri terdiri dari sitoskeleton primitif dan dinding sel yang terbuat dari peptidoglikan: polimer dari karbohidrat yang terkait dan protein kecil. Dinding sel memberikan perlindungan ke sel, mempertahankan bentuk dan mencegah dehidrasi.
Beberapa bakteri memiliki lapisan terluar yang disebut kapsul yang lengket, membantu sel menempel ke permukaan. Flagella, struktur yang seperti wipe membantu bergerak dengan bertindak sebagai motor rotor. Di sisi lain, fimbriae, yaitu struktur seperti rambut juga membantu keterikatan.
Beberapa bakteri terdiri dari glikokaliks yang menutupi selaput sel sekitarnya. Sitoplasma bakteri adalah zat seperti gel yang melarutkan berbagai molekul organik bersama dengan komponen sel. Sekitar 70 Ribosom kecil hadir untuk sintesis protein. DNA genom ditemukan di daerah yang disebut nukleoid di sitoplasma. Bakteri terdiri dari satu kromosom melingkar. Beberapa potongan DNA ditemukan di sitoplasma sebagai plasmid melingkar.
Baik bakteri maupun archaea menunjukkan reproduksi aseksual melalui pembelahan biner. Transfer gen bakteri terjadi dalam tiga metode: transduksi diperantarai oleh bakteriofag, konjugasi dimediasi oleh plasmid, dan transformasi alami. Ini disebut transfer gen horizontal. Struktur mirip batang yang disebut pili memungkinkan transfer genetik. Transfer gen purba terjadi melalui jembatan sitoplasma.
Karena prokariota terdiri dari keragaman besar, mereka memperoleh energi dari senyawa anorganik seperti hidrogen sulfida selain fotosintesis dan senyawa organik. Mereka juga dapat hidup dalam kondisi yang keras seperti permukaan salju Antartika, mata air panas dan ventilasi hidrotermal bawah laut. Archaea adalah extremophiles, yang hidup di pH, suhu dan radiasi yang ekstrim. Eukariota dianggap paling berevolusi dari prokariota.
