Przede wszystkim jest to odmienna budowa ściany komórkowej (brak mureiny) oraz obecność eterów, rozgałęzionych nienasyconych kwasów tłuszczowych i glicerolu przy jednoczesnym braku fosfolipidów w błonie komórkowej. Te etery, przebiegające zwykle przez obie warstwy błony, powodują, że jest ona częściowo jednowarstwowa. Ściana komórkowa nie zawiera peptydoglikanów. U archeowców występują też nietypowe procesy metaboliczne (na przykład chemoautotrofy redukujące siarczany).
Bakterie i archeony różnią się organizacją materiału genetycznego. U archeonów DNA jest upakowany w nić nukleosomów, której rdzeń tworzą białka histonowe. Niektóre gatunki archeonów mogą zawierać w swoim genomie introny, co jest praktycznie niespotykane u bakterii
Pewne cechy procesów transkrypcji i translacji u archeowców przypominają bardziej eukarionty niż bakterie. Przykładowo polimeraza RNA zbudowana jest podobnie do eukariotycznych polimeraz RNA, a do inicjacji transkrypcji potrzebuje białek homologicznych do eukariotycznego TFIIB (TFB) i eukariotycznego białka wiążącego sekwencję TATA (TBP).