S層は多くの細菌や一部の古細菌で見られる細胞表面のタンパク質の層であり、細胞壁として働く。全てのS層はタンパク質の二次元配列で構成されており、結晶性の外観を持つが、その対称性は種によって異なる。S層の真の機能は未知だが、大きな分子の部分的な浸透障壁となっているとの説がある。例えば、S層はもしかしたら、細胞外タンパク質が細胞から拡散するのを防ぎ、細胞膜の近くに留めている可能性がある。病原性を持つ一部の種では、S層は、ホスト生物の防御機構から細胞を保護している可能性がある。
線毛は、プロテオバクテリアの多くの種が持つ、外膜から外側に伸びるタンパク質の管である。一般的に長さは短く、細菌細胞の表面全体に多くが存在する。線毛の機能は、細菌が表面（バイオフィルム）や他の細胞へ付着するのを助けることである。ミキソコッカス属等の数種は、線毛を用いて移動し、子実体等の多細胞構造を組み立てる。性繊毛は線毛と似た構造だが、より長く数も少ない。性繊毛は接合に関わる。IV型の生殖に関わらない性繊毛は、細菌が表面に付着するのを助ける。
細菌の細胞膜は、リン脂質二重層から構成され、多くの分子の透過障壁となったり、細胞への分子の輸送の場所となったりという、一般的な細胞膜の機能の全てを持つ。これらの機能の他に、原核生物の細胞膜ではプロトン駆動力が生まれ、エネルギー変換（Fo-F1 ATPase(ATP合成酵素)がプロトンの濃度勾配を利用して、ADPと無機リン酸よりATPを生成する。）の機能も持つ。真核生物とは異なり、細菌の細胞膜は（マイコプラズマやメタン資化性菌等の例外を除き）、一般的にステロールを含まない。しかし、多くの微生物は構造的に類似し同じ機能を担うと考えられているホパノイドと呼ばれる化合物を含む。真核生物とは異なり、細菌の細胞膜には多様な脂肪酸が含まれる。細菌は、典型的な飽和及び不飽和脂肪酸とともに、メチル基、ヒロドキシ基、さらには環状基が付いた脂肪酸も持つ。これらの脂肪酸の相対比は、例えば温度の変化等に対し、膜の最適な流動性を保つために調整される。外膜のリン脂質二重層の脂質部分は、荷電分子は通り抜けることができない。しかし外膜には、多くのイオン、糖、アミノ酸を受動輸送するポリンと呼ばれるチャネルが存在する。これらの分子は、細胞質と外膜の間のペリプラズムに入る。ペリプラズムはペプチドグリカン層と、基質への結合や加水分解、細胞外シグナルの受容に関わる多くのタンパク質が存在する。タンパク質とペプチドグリカンの濃度が高いため、ペリプラズムは液体ではなくゲル状であると考えられている。細胞質と外膜の間にあることから、受容したシグナルや結合した基質は、埋め込まれている輸送及びシグナリング蛋白質を用いて細胞膜を通って輸送される。
グラム陰性菌の細胞壁は薄く、グラム陽性菌とは異なり細胞膜に隣接した薄いペプチドグリカンの層を含む。外膜のリポ多糖の化学構造は、しばしば細菌の亜種に特異的なものであり、株の抗原性に大きく寄与している。内毒素とも呼ばれるリポ多糖は、多糖と、グラム陰性菌の毒性の多くを担っているリピドAから構成されている。
1386年より、ジョチ・ウルスの拡大を牽制することを目的とした、「三年戦役」の名で知られる西アジアへの遠征事業が始められる。1386年にティムールはタブリーズを攻略するが、タブリーズはすでにトクタミシュによって破壊されていた。ジャライル朝が支配するアゼルバイジャンを支配下に加え、グルジア王国の首都ティフリスを攻撃するが、頑強な抵抗に遭って攻略には至らなかった（ティムールのグルジア侵攻）。翌1387年にティムールはシリア北部のマラティヤ、アナトリア東部のスィヴァスに進出した。中東各地の地方政権の君主と領主はティムールのコーカサス侵入をエジプトのマムルーク朝に報告しており、ティムールから降伏勧告を受けたスィヴァスのエルテナ侯国の君主ブルハネッディン（アラビア語: قاضي برهان الدين‎ 転写: Qaḍi Bürhan al-din）は、マムルーク朝とオスマン帝国に助けを求める。この時にマムルーク軍がシリア北部に派遣されるが、ティムール軍とマムルーク軍が直接戦闘することは無かった。1386年から1387年にかけての冬、ティムール軍の先遣隊はダゲスタンでトクタミシュの軍隊に遭遇する。両軍は交戦するが、勝敗が決しないうちにトクタミシュは退却し、コーカサスの北に引き上げた。この背信行為にもかかわらず、ティムールはトクタミシュに寛大に接し、彼に兵糧と共に和解を提案する書簡を送った。しかし、トクタミシュにとってはティムールの温情は屈辱でしかなく、ティムールを攻撃するための準備に取り掛かった。1387年、ティムールはルリスタンを拠点とする強盗団の討伐隊を自ら指揮し、捕らえた賊徒を断崖から突き落とした。さらにティムール軍はヴァン湖畔の要塞を制圧してアルメニアを征服、キリスト教徒である要塞の守備兵を断崖から突き落として処刑した。また、ヴァン湖近辺で遊牧生活を営むトゥルクマーン系の国家黒羊朝に対しては、ミーラーン・シャーが率いる軍隊が派遣された。黒羊朝の君主カラ・ムハンマドはミーラーン・シャーに対してゲリラ戦を展開したが、抵抗は長く続かなかった。1387年にティムールはイルハン朝の旧領に成立したムザッファル朝の領土に進攻、エスファハーンを占領し、ムザッファル朝の首都シーラーズを略奪した。占領地のエスファハーンの住民がティムール軍の兵士と徴税人を殺害したために、見せしめとして殺戮が行われた。決められた数の首を持ってくるように命令された兵士によって70,000人の首が集められ、それを積み重ねた塔が建てられた。ティムールはムザッファル朝君主シャー・シュジャーの甥シャー・ヤフヤーを傀儡の君主に据えて、属領とした。1380年代中頃にペルシア東部がティムール朝の支配下に入る。