在細胞結構和代謝上，它在很多方面接近其它原核生物。然而在基因轉錄這兩個分子生物學的中心過程上，它們并不明顯表現出細菌的特徵，反而非常接近真核生物。比如，它的轉譯使用真核的啟動和延伸因子，且轉譯過程需要真核生物中的TATA框結合蛋白和TFIIB。它還具有一些其它特徵。與大多數細菌不同，它們只有一層細胞膜而缺少肽聚糖細胞壁。而且，絕大多數細菌和真核生物的細胞膜中的脂類主要由甘油酯組成，而它的膜脂由甘油醚構成。這些區別也許是對超高溫環境的適應。它鞭毛的成分和形成過程也與細菌不同。
基于rRNA序列的系統發生樹，顯示了可明顯區別的三支：細菌(Bacteria)、古菌(Archaea)和真核生物(Eukarya)。