構成成分の性質などから原核生物と真核生物の中間に位置すると考えられる細菌類。メタン生成細菌、塩分濃度の高いところで生育できる好塩菌、酸性で高熱の場所で見られる好酸好熱菌などがある。原核生物と真核生物では、リボソームを構成するRNAの構造に違いがあるが、古細菌は真核生物に近いリボソームをもつ。また、ゲノムの塩基配列も真核生物に近い。このようなことから、生物界を原核生物、古細菌、真核生物の三つに分けることも提唱されている。古細菌の生育する環境は原始生命が誕生した原始地球の環境に近いことが、真核生物との関連を示すという説もある。