Arheele și bacteriile sunt ambele microorganisme unicelulare cunoscute sub numele de procariote, dar acesta este unul dintre puținele lucruri pe care le au în comun. Chiar dacă ambele arată vag similare atunci când sunt privite la microscop, fiecare reprezintă un grup complet diferit de creaturi. De fapt, arheile diferă de bacterii la fel de mult ca oamenii, în ceea ce privește biochimia și structura genetică. Archaea și bacteriile au membrane celulare și structuri celulare diferite, iar arheile se găsesc în medii extreme în care majoritatea bacteriilor nu ar putea supraviețui.
Pereții celulari ai bacteriilor conțin o substanță cunoscută sub numele de peptidoglican, în timp ce pereții celulari ai arheei nu conțin. Arheile și bacteriile diferă, de asemenea, deoarece membranele celulare ale arheilor au o structură unică și nu conțin aceleași lipide sau grăsimi care se găsesc în membranele celulare ale altor organisme. Membranele arheale conțin o substanță cunoscută sub numele de izopren, care formează structuri rezistente la căldură și nu este prezentă în membranele celulare bacteriene.
În interiorul arheilor, moleculele de sinteză a proteinelor numite ribozomi sunt diferite de cele găsite în bacterii și sunt mai aproape de ribozomii prezenți în celulele eucariote. Celulele eucariote se găsesc la oameni, animale, plante, ciuperci și protozoare. Enzima ARN polimeraza, care permite fabricarea ARN-ului în celule, are o formă simplă în bacterii. În arhee, este mai complex.
Arheele și bacteriile diferă în mediile în care pot supraviețui. În timp ce bacteriile trăiesc aproape peste tot, numai arheele sunt capabile să supraviețuiască în extreme dure, deși se găsesc și în altă parte. Unele arhee, cunoscute sub numele de termofile, trăiesc în medii foarte calde, cum ar fi gurile vulcanilor. Alții sunt capabili să reziste în condiții extrem de acide sau alcaline sau locații fără oxigen. Unele locuri foarte sărate, cum ar fi Marea Moartă, sunt prea uscate pentru majoritatea organismelor, dar anumite arhee cunoscute sub numele de halofile pot trăi acolo.
Spre deosebire de bacteriile, care au fost descoperite în anii 1600, arheile au apărut abia în anii 1970, când s-a descoperit că anumite procariote aveau o structură genetică diferită de bacterii. S-a remarcat că aceștia erau și procariotele care trăiau în medii extreme și a fost recunoscut un nou grup de forme de viață. Aceasta a însemnat că viața ar putea fi împărțită în trei grupuri principale, sau domenii, cunoscute sub numele de eucariote, arhee și bacterii. Unii experți cred că capacitatea arheilor de a trăi în condiții inospitaliere se poate datora faptului că sunt un grup străvechi de microbi, adaptați inițial unei perioade în care pământul era mai fierbinte și avea o atmosferă plină de metan și amoniac.