O tamanho das células procarióticas é tipicamente de 0,2 a 2,0 micrômetros de diâmetro, enquanto as células eucarióticas têm de 10 a 100 micrômetros de diâmetro..
Os eucariotos são chamados de 'núcleo verdadeiro' porque contêm núcleos ligados à membrana e consistem em outras organelas, como lisossomos, complexo de Golgi, retículo endoplasmático, mitocôndrias e cloroplastos, enquanto os procariontes não possuem membrana nuclear ou outras organelas fechadas por membrana.
Nos procariontes, o flagelo é feito de dois blocos de construção de proteínas; e a parede celular é quimicamente complexa e feita de peptidoglicano (um único polímero grande de aminoácidos e açúcar), enquanto o flagelo dos eucariotos é mais complexo com múltiplos microtúbulos e, quando as paredes celulares estão presentes, são quimicamente simples.
Nos procariontes, a divisão celular ocorre por fissão binária e não ocorre meiose, mas apenas a transferência de fragmentos de DNA ocorre por conjugação. A divisão celular nos eucariotos ocorre através da mitose e a reprodução sexual ocorre através da meiose.
Nos eucariotos, a membrana plasmática consiste em esteróis e carboidratos. O citoplasma consiste em citoesqueletos e a transmissão citoplasmática está presente. Os ribossomos são maiores (80S) e menores (70S) em tamanho, e os cromossomos são múltiplos e linearmente arranjados com histonas. O DNA dos eucariotos é muito mais complexo que o DNA dos procariontes.
Nos procariontes, a membrana plasmática não contém carboidratos ou esteróis. O citoplasma não possui fluxo citoscetonético ou citoplasmático. Os ribossomos são menores (70S) e apresentam cromossomo circular único, que não consiste em histonas.