原核生物是指细胞中没有膜包被的细胞核的生物。原核生物包括细菌和古菌，这两类生物有着根本性的差异，但具有相同的基本细胞组织形式。它们大多是单细胞生物，不过细胞也可能形成群体、丝状体或有组织的群落。与真核生物不同，原核生物的遗传物质不被核膜包围。“原核生物”一词描述的是一种细胞组织形式，而不是一个单一、独立的进化谱系。(openstax.org)
细胞组织结构
原核细胞含有脱氧核糖核酸（DNA）、细胞质、细胞膜以及合成蛋白质的核糖体。它们通常没有真核生物所特有的复杂膜性细胞器系统。其DNA位于一个称为**拟核**的区域，该区域没有核膜包围。人们熟悉的大多数原核生物都十分微小，需要借助显微镜才能观察，且比典型的真核细胞更小；它们的表面积与体积之比较高，有利于与周围环境交换营养物质和代谢废物。(openstax.org)
常见的形态包括球形、杆形和螺旋形，但仅凭形态无法确定进化关系。许多物种具有细胞壁，能够维持细胞形状，并有助于防止细胞因渗透压作用而破裂。细菌的细胞壁通常含有肽聚糖，而古菌的细胞壁不含这种物质，可能由蛋白质层或其他聚合物构成。有些原核生物具有起保护作用的荚膜、用于附着在表面的结构，或用于运动的附属结构。这些特征因物种而异，并不是所有原核生物共有的定义性特征。(openstax.org)
没有细胞核并不意味着细胞内部缺乏组织。遗传物质经过压缩，并在空间上有序排列；膜和分子机器则承担物质运输、生物合成和能量转换等功能。将原核生物描述为“简单”，主要是指其整体结构，而不是说它们缺乏生化功能上的特化。(ncbi.nlm.nih.gov)
遗传组织与繁殖
原核生物的基因组通常包含一条主要的环状染色体，但这种结构并非普遍存在：有些物种具有多条染色体或线性染色体。其他遗传信息可能存在于**质粒**上。质粒是能够独立复制的DNA分子，可携带与特定代谢功能或抗性等性状有关的遗传信息。染色体DNA与DNA结合蛋白共同包装，并非以毫无组织的长链形式存在。(ncbi.nlm.nih.gov)
在细菌中，转录（生物学）与翻译（生物学）可以偶联进行：RNA分子尚未合成完毕，核糖体就可能开始对其进行翻译。这是因为没有核膜将这两个过程分隔开。古菌的信息处理系统与细菌的系统有显著差异，其中若干组分更接近真核生物中的对应组分。(ncbi.nlm.nih.gov)
许多原核生物通过二分裂繁殖。DNA复制后，染色体副本彼此分离，细胞随后分裂为两个子细胞。在许多细菌中，FtsZ蛋白有助于组织细胞分裂装置。繁殖通常将遗传信息从亲代传递给后代，而突变则会产生可遗传的变异。(openstax.org)
原核生物还通过**水平基因转移**交换遗传信息。在细菌中，主要机制包括转化，即摄取环境中的DNA；转导，即由细菌病毒介导的遗传信息转移；以及接合，即通过细胞间接触进行的遗传信息转移。这些过程不同于繁殖，能够使性状跨谱系传播，因此很难用一棵分支树统一表示所有基因的演化历史。(ncbi.nlm.nih.gov)
代谢多样性
原核生物的代谢涵盖能源、碳源和环境需求的多种组合。光能营养生物从光中获取能量，而化能营养生物从化合物中获取能量。自养生物利用无机碳，主要是二氧化碳，合成有机物；异养生物则从有机物中获取碳。这些类别描述的是营养方式的不同方面，因此利用光能并不一定意味着能够固定碳。(openstax.org)
若干类细菌能够进行光合作用。蓝细菌进行产氧光合作用，而其他光合细菌采用不释放氧气的光合作用途径。原核生物也可通过有氧呼吸、无氧呼吸或发酵获取能量，具体方式取决于生物种类和环境条件。氧气有利于某些物种生长，却会抑制或损伤另一些物种。这种代谢多样性使原核生物能够栖居于从富氧表层水体到缺氧沉积物的各种环境中。(openstax.org)
生境与生态作用
细菌和古菌分布于土壤、淡水、海洋和沉积物中，也可与其他生物共同生活。有些能够耐受极端高温、高盐、强酸或高压，但这两类生物都并非仅限于极端环境。细胞可以独立生活，也可以聚集形成生物膜：这种群落附着于表面，其成员包埋在自身产生的物质中。生物膜的组织结构会影响细胞的附着、相互作用以及对环境胁迫的抵抗能力。(openstax.org)
原核生物维系着生态系统中的重要过程。分解者促进有机物的循环利用，而依靠光合作用或化学能的生产者则提供有机碳。它们的活动参与碳循环以及氮、硫的转化。某些细菌和古菌能够进行固氮，将大气中的氮转化为生物可利用的化合物。原核生物还与植物和动物建立互利关系，但某些细菌物种会引起疾病。人类对原核生物的利用包括食品发酵、废水处理，以及通过生物作用去除或转化污染物。(openstax.org)
进化与分类意义
分子研究表明，尽管细菌和古菌的细胞组织形式表面上相似，但二者在细胞膜的化学组成和遗传机制方面存在深刻差异。有关进化的研究支持真核生物的细胞核谱系起源于古菌内部。因此，“原核生物”是一个有用的描述性类别，却并不代表一个包含共同祖先及其全部后代的类群。(openstax.org)
内共生学说认为，线粒体和叶绿体的祖先是细菌，由此将原核生物谱系与真核细胞的形成直接联系起来。“原核生物”对应英文词的希腊语词根大致意为“在细胞核之前”；不应据此认为现存的细菌或古菌是未经变化的祖先生物。(nature.com)