tương tự như các sinh vật nhân sơ khác ở phần lớn các khía cạnh của cấu trúc tế bào và trao đổi chất. Tuy nhiên, các quá trình sao mã và phiên dịch gen của chúng - hai quá trình trung tâm trong sinh học phân tử - lại không thể hiện các đặc trưng điển hình của vi khuẩn, mà lại cực kỳ giống với các đặc trưng của sinh vật nhân chuẩn. Ví dụ, sự phiên dịch gen ở vi khuẩn cổ sử dụng sự khởi đầu và các hệ số kéo dài tương tự như ở sinh vật nhân chuẩn, còn sự phiên dịch gen của chúng có sự tham gia của các protein liên kết TATA và TFIIB, giống như ở sinh vật nhân chuẩn. Nhiều gen tARN và rARNA ở vi khuẩn cổ chứa các intron duy nhất có ở các vi khuẩn cổ, không có ở các intron của sinh vật nhân chuẩn mà cũng chẳng có ở vi khuẩn.
Một vài đặc trưng khác cũng làm cho Archaea tách rời ra khỏi vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn. Không giống như phần lớn các vi khuẩn, chúng có màng tế bào đơn không có thành peptidoglycan. Ngoài ra, cả vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn đều có các màng bao gồm chủ yếu là các lipit dạng este của glycerol, trong khi ở vi khuẩn cổ lại là màng từ các lipit dạng ête của glycerol.
Cây phát sinh loài dựa trên dữ liệu rARN, chỉ ra sự tách rời của vi khuẩn, vi khuẩn cổ và sinh vật nhân chuẩn.
(Cây phát sinh loài dựa trên dữ liệu rARN, chỉ ra sự tách rời của vi khuẩn, vi khuẩn cổ và sinh vật nhân chuẩn.)