Arkéer och bakterier är båda encelliga mikroorganismer som kallas prokaryoter men detta är en av de få saker de har gemensamt. Även om de båda ser vagt lika ut när de ses genom ett mikroskop, representerar var och en en helt annan grupp av varelser. Faktum är att archaea skiljer sig från bakterier lika mycket som människor gör, när det gäller deras biokemi och genetiska struktur. Arkéer och bakterier har olika cellmembran och cellstrukturer, och arkéer finns i extrema miljöer där de flesta bakterier inte kunde överleva.
Bakteriecellväggar innehåller ett ämne som kallas peptidoglykan, medan cellväggarna i archaea inte gör det. Archaea och bakterier skiljer sig också åt eftersom archaeas cellmembran har en unik struktur och inte innehåller samma lipider, eller fetter, som finns i andra organismers cellmembran. Arkeala membran innehåller ett ämne som kallas isopren, som bildar värmebeständiga strukturer och inte finns i bakteriecellsmembran.
Inuti archaea skiljer sig proteinsyntetiserande molekyler som kallas ribosomer från de som finns i bakterier och är närmare ribosomer som finns i eukaryota celler. Eukaryota celler finns i människor, djur, växter, svampar och protozoer. Enzymet RNA-polymeras, som möjliggör RNA-tillverkning i celler, har en enkel form i bakterier. I archaea är det mer komplext.
Arkéer och bakterier skiljer sig åt i de miljöer där de kan överleva. Medan bakterier lever nästan överallt, är det bara arkéer som kan överleva i hårda extremer, även om de också finns på andra håll. Vissa arkéer, kända som termofiler, lever i mycket heta miljöer som vulkanventiler. Andra kan motstå extremt sura eller alkaliska förhållanden eller platser utan syre. Vissa mycket salta platser, som Döda havet, är för torra för de flesta organismer, men vissa arkéer som kallas halofiler kan leva där.
Till skillnad från bakterier, som upptäcktes på 1600-talet, kom archaea i dagen först på 1970-talet när man fann att vissa prokaryoter hade en annan genetisk sammansättning än bakterier. Det noterades att dessa också var prokaryoter som levde i extrema miljöer, och en ny grupp av livsformer kändes igen. Detta innebar att livet kunde delas in i tre huvudgrupper, eller domäner, kända som eukaryoter, arkéer och bakterier. Vissa experter tror att arkéernas förmåga att leva under ogästvänliga förhållanden kan bero på att de är en uråldrig grupp av mikrober, ursprungligen anpassade till en tid då jorden var varmare och hade en atmosfär full av metan och ammoniak.