1、形态学上，古细菌有扁平直角几何形状的细胞，而在真细菌中从未见过。
2、中间代谢上，古细菌有独特的辅酶。如产甲烷菌含有F420，F430和COM及B因数。
3、有无内含子(introns)上，许多古细菌有内含子。
4、膜结构和成分上，古细菌膜含醚而不是酯，其中甘油以醚键连接长链碳氢化合物异戊二烯，而不是以酯键同脂肪酸相连。
5、呼吸类型上，严格厌氧是它的主要呼吸类型。
6、代谢多样性上，单纯，不似真细菌那样多样性。
7、在分子可塑性(molecular plasticity)上，比真细菌有较多的变化。
8、在进化速率上，比真细菌缓慢，保留了较原始的特性。
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