古细菌的菌体虽具有原核生物的细胞结构，但在分子生物学水平上，与真细菌有很大的差异。
其一，细胞壁组分独特，有的具蛋白质性质，有的具杂多糖性质，有的类似于肽聚糖，但都不含胞壁酸，D型氨基酸和二氨基庚二酸。
其二，细胞膜中所含的类脂是不可皂化的，其中中性类脂以类异戊二烯类的碳氢化合物为主，极性类脂以植烷甘油醚为主。
其三，细胞内16SrRNA中核苷酸顺序也是独特的，既不同于真细菌，也不同于真核生物。

有的细菌，它们的荚膜物质互相融合在一起成一团胶状物，其内常包含有多个菌体，称菌胶团。