Arkea
dalam ordo Methanosarcinales, dan merupakan bagian utama dari komunitas mikroorganisme yang menghasilkan biogas. Arkea lainnya menggunakan di atmosfer sebagai sumber karbon, dalam proses yang disebut fiksasi karbon (mereka autotrof). Proses ini melibatkan baik bentuk yang sangat termodifikasi dari siklus Calvin atau jalur metabolik yang baru ditemukan disebut siklus 3-hidroksipropionat/4-hidroksibutirat.
Crenarchaeota juga menggunakan siklus Krebs terbalik sementara euryarchaeota juga menggunakan jalur reduktif asetil-KoA. Fiksasi karbon ini didukung oleh sumber energi anorganik. Tidak ada arkea yang diketahui melakukan fotosintesis. Sumber energi arkea sangat beragam, dan berkisar dari oksidasi amonia oleh Nitrosopumilales sampai oksidasi hidrogen
sulfida atau unsur belerang oleh spesies "Sulfolobus", baik menggunakan oksigen atau ion logam sebagai akseptor elektron.
Arkea fototrofik menggunakan cahaya untuk menghasilkan energi kimia dalam bentuk ATP. Dalam Halobacteria, pompa ion diaktifkan-cahaya seperti bakteriorodopsin dan halorodopsin menghasilkan gradien ion dengan memompa ion keluar dari sel melintasi membran plasma. Energi yang tersimpan dalam gradien elektrokimia kemudian diubah menjadi ATP oleh ATP sintase. Proses ini
merupakan bentuk fotofosforilasi. Kemampuan pompa didorong-cahaya ini untuk menggerakkan ion melintasi membran tergantung pada perubahan didorong-cahaya dalam struktur kofaktor retinol yang ada di tengah protein.
Arkea biasanya memiliki kromosom melingkar tunggal, ukuran yang mungkin sebesar 5751492 pasangan basa di "Methanosarcina acetivorans", genom arkea terbesar yang diketahui. Sepersepuluh dari ukuran ini adalah genom kecil 490885 pasangan basa "Nanoarchaeum equitans", genom arkea terkecil dikenal; itu diperkirakan hanya berisi 537 gen pengkode-protein. Potongan independen kecil dari
DNA, yang disebut "plasmid", juga ditemukan dalam arkea. Plasmid dapat ditransfer antara sel dengan kontak fisik, dalam proses yang mungkin mirip dengan konjugasi bakteri.
Arkea dapat terinfeksi oleh virus DNA untai ganda yang tidak berhubungan dengan bentuk lain dari virus dan memiliki berbagai bentuk yang tidak biasa, termasuk botol, batang bengkok, atau air mata. Virus ini telah dipelajari di sebagian besar rinci dalam termofil, khususnya ordo Sulfolobales dan Thermoproteales. Dua kelompok virus DNA untai tunggal yang menginfeksi arkea telah
baru-baru ini diisolasi. Satu kelompok dicontohkan oleh "virus pleomorfik Halorubrum 1" ("Pleolipoviridae") menginfeksi arkea halofilik dan yang lainnya oleh Aeropyrum coil berbentuk virus ("Spiraviridae") menginfeksi inang hipertermofilik (pertumbuhan optimal pada 90-95 °C). Khususnya, virus yang terakhir memiliki terbesar saat ini dilaporkan ssDNA genom. Pertahanan terhadap virus ini mungkin melibatkan interferensi RNA dari urutan DNA repetitif yang terkait dengan gen dari virus.
Arkea secara genetik berbeda dari bakteri dan eukariota, dengan sampai 15% dari protein yang dikodekan oleh setiap genom arkea yang unik untuk domain, meskipun sebagian besar gen yang unik tidak memiliki fungsi yang diketahui. Dari sisa protein yang unik yang memiliki fungsi diidentifikasi, sebagian besar milik Euryarchaea dan terlibat dalam metanogenesis. Protein yang sama-sama
dimiliki arkea, bakteri dan eukariota membentuk inti umum fungsi sel, yang berkaitan terutama untuk transkripsi, translasi, dan metabolisme nukleotida. Fitur karakteristik arkea lainnya adalah organisasi gen terkait fungsi-seperti enzim yang mengkatalisis langkah dalam jalur metabolik yang sama ke dalam operon baru, dan perbedaan yang besar dalam gen tRNA dan tRNA sintetase aminoasilnya.
Transkripsi di arkea lebih menyerupai transkripsi eukariotik daripada transkripsi bakteri, dengan RNA polimerase arkea yang sangat dekat dengan ekuivalen dalam eukariota; sementara translasi arkea menunjukkan tanda-tanda ekuivalen baik bakteri dan eukariota. Meskipun arkea hanya memiliki satu jenis RNA polimerase, struktur dan fungsi dalam transkripsi tampaknya dekat
dengan RNA polimerase II eukariotik, dengan kumpulan protein yang sama (faktor transkripsi umum) mengarahkan pengikatan RNA polimerase ke promotor gen. Namun, faktor transkripsi arkea lainnya lebih dekat dengan yang ditemukan pada bakteri. Modifikasi setelah-transkripsi lebih sederhana daripada eukariota, karena sebagian besar gen arkea tidak memiliki intron, meskipun ada banyak intron pada gen RNA transfer dan RNA ribosomal mereka, dan intron mungkin ada pada beberapa gen pengkode-protein.
"Halobacterium volcanii", sebuah arkea halofilik ekstrem, membentuk jembatan sitoplasma antara sel-sel yang sepertinya akan digunakan untuk transfer DNA dari satu sel ke sel lain di kedua arah.
Ketika arkea hipertermofilik "Sulfolobus solfataricus" dan "Sulfolobus acidocaldarius" dikenai agen perusak DNA radiasi UV, bleomisin atau mitomisin C, agregasi seluler spesies-spesifik diinduksi. Agregasi di "S. solfataricus" tidak dapat diinduksi oleh stres fisik lainnya, seperti pH atau perubahan suhu, menunjukkan bahwa agregasi diinduksi
secara khusus oleh kerusakan DNA. Ajon et al. menunjukkan bahwa agregasi seluler yang diinduksi UV memediasi pertukaran penanda kromosom dengan frekuensi tinggi di "S. acidocaldarius". Tingkat rekombinasi melebihi kultur yang tidak diinduksi hingga tiga lipat. Frols et al. dan Ajon et al. berhipotesis bahwa agregasi seluler meningkatkan transfer DNA spesifik
spesies antara sel-sel "Sulfolobus" dalam rangka memberikan peningkatan perbaikan DNA yang rusak dengan cara rekombinasi homolog. Tanggapan ini mungkin merupakan bentuk primitif dari interaksi seksual yang mirip dengan sistem transformasi bakteri yang dipelajari dengan lebih baik yang juga terkait dengan transfer DNA spesifik spesies antara sel-sel yang mengarah ke perbaikan rekombinasi homolog dari kerusakan DNA.
Arkea bereproduksi secara aseksual dengan fisi biner atau multipel, fragmentasi, atau tunas; meiosis tidak terjadi, jadi jika spesies arkea ada di lebih dari satu bentuk, semua memiliki materi genetik yang sama. Pembelahan sel dikendalikan dalam siklus sel; setelah kromosom sel direplikasi dan dua kromosom anak terpisah, sel membelah. Dalam genus "Sulfolobus",
siklus memiliki karakteristik yang mirip dengan baik sistem bakteri dan eukariotik. Kromosom mereplikasi dari beberapa titik-awal (origo replikasi) menggunakan DNA polimerase yang menyerupai enzim eukariotik yang setara.
Dalam euryarchaea protein pembelahan sel FtsZ, yang membentuk cincin kontraktor di sekitar sel, dan komponen septum yang dibangun di tengah sel, mirip dengan protein yang setara pada bakteri. Di cren- dan thaumarchaea, mesin pembelahan sel CDV memenuhi peran serupa. Mesin ini terkait dengan mesin eukariotik ESCRT-III yang, sementara paling dikenal untuk perannya dalam pemilahan sel, juga telah
terlihat untuk memenuhi peran dalam pemisahan antara sel yang membelah, menunjukkan peran leluhur dalam pembelahan sel.
Baik bakteri dan eukariota, tetapi tidak arkea, membuat spora. Beberapa spesies Haloarchaea menjalani peralihan fenotipik dan tumbuh sebagai beberapa jenis sel yang berbeda, termasuk struktur berdinding tebal yang tahan terhadap guncangan osmotik dan memungkinkan arkea untuk bertahan hidup dalam air pada konsentrasi garam rendah, tetapi ini bukanlah struktur reproduksi dan dapat membantu mereka mencapai habitat baru.
Arkea ada di berbagai habitat, dan sebagai bagian utama dari ekosistem global, dapat berkontribusi hingga 20% dari biomassa bumi. Arkea yang pertama ditemukan adalah ekstremofili. Memang, beberapa arkea bertahan pada suhu tinggi, sering di atas, seperti yang ditemukan di geyser, perokok hitam, dan sumur minyak. Habitat umum lainnya termasuk habitat yang sangat dingin dan air yang sangat asin,
asam, atau alkali. Namun, arkea mencakup mesofil yang tumbuh dalam kondisi ringan, di tanah rawa, air limbah, samudra, saluran usus hewan, dan tanah.