Gli unici organismi con cellule procariotiche appartengono ai domini Bacteria e Archaea. Questi organismi sono considerati procarioti, che sono caratterizzati dall'essere cellule che non possiedono un nucleo distinto.
Le cellule procariotiche mancano di molte delle strutture che definiscono le cellule eucariotiche e sono spesso forme di vita unicellulari. Mentre mancano di organelli legati alla membrana, conducono ancora la sintesi proteica tramite ribosomi e DNA a doppio filamento. Gli organismi procariotici includono i cynobacterias e le alghe, che sono categorizzati sotto i batteri di dominio. L'Archaea è un dominio di nuova costituzione che consiste negli organismi procarioti che tipicamente esistono in climi inospitali come le bocche termali in acque profonde.