原核细胞比真核细胞更简单因此也更小，它没有真核细胞中的细胞核和各种的细胞器。原核细胞分两种：细菌和古菌；他们拥有相似的结构。 构成原核细胞的核物质的是直接与细胞质接触的单个染色体。这个未与细胞质完全隔离的区域称为拟核。 从结构上看，原核细胞分三个区域：

外形，鞭毛和纤毛保护细胞的表面。由蛋白质构成的这种结构使得细胞可以自由运动并且方便细胞间的通讯（并非所有原核细胞都包含鞭毛或纤毛）；

    包围着细胞的是胞外被膜——通常包括细胞壁及其下层的细胞膜，但是有些细菌在其外层覆盖着荚膜。包膜增强细胞的坚硬度，并通过保护性的过滤功能将细胞与其外部环境隔离。多数的原核生物都有细胞壁，但支原体（细菌）和古细菌（Thermoplasma）例外。细菌的细胞壁由肽聚糖构成，作为第二道屏障来隔离外界的干扰。它同时可以防止细胞由于过度膨胀及低渗环境下的渗透压而破裂。一些真核细胞（如植物和真菌）也包含有细胞壁。

    细胞内部是细胞质，包含了染色体组（DNA），核糖体和各种其他的包括物（inclusion）。染色体通常是一个环形的分子（特例是一种细菌，伯氏疏螺旋体，引发莱姆病）。

    虽然原核细胞没有细胞核，但是紧缩后的DNA会形成拟核。原核细胞拟核外可携带环形的外因子控制的DNA（extrachromosomal DNA），称为质粒；质粒可提供额外的功能，如对抗生素的耐药性。