在其它生命形式的强烈不同的分子组成，显示出古菌与细菌和真核生物关系都比较遥远。
细胞壁和鞭毛.大多数古菌（但不是Thermoplasma属和Ferroplasma属）具有一个细胞壁。在大多数古细菌的壁由表面层蛋白质组成，形成一个S层。一个S层是蛋白质分子的刚性阵列覆盖了细胞的外侧（如同锁子甲）。该层提供化学和物理保护，并能防止大分子接触细胞膜。与细菌不同，古菌的细胞壁缺少肽聚糖。古菌鞭毛操作类似细菌鞭毛，它们的长梗是由在座部的旋转马达驱动。然而，古菌鞭毛在组成和发育上有着明显的