Любой организм, в котором генетический материал (ДНК) не окружен мембраной и, следовательно, клетка которого не имеет ядра, относится к прокариотам (про — до, карион — ядро). Прокариотами являются бактерии и синезеленые водоросли. По всей видимости, они были предками эукариотов.

Часто говорят, что разделение на прокариотов и эукариотов было величайшим эволюционным достижением, так как различие в их клеточном строении очень велико. Прокариотическая клетка не имеет ядра, то есть мембраны, окружающей генетический материал. Ее единственная кольцевая хромосома (генофор) свободно плавает в цитоплазме. Кроме того, многие функции, которые в клетках эукариотов выполняют органеллы, в клетке прокариотов происходят в складках мембраны, окружающей клетку. Хотя в этих клетках отсутствует большинство органелл клеток эукариотов, они имеют рибосомы, которые служат механизмом сборки молекул белков.

Большинство ученых считает, что жизнь появилась на Земле около 4 миллиардов лет назад. В 1980 году в Западной Африке были найдены окаменелые древние прокариоты. Им предположительно 3,5 миллиарда лет, и они относятся по меньшей мере к пяти различным типам организмов, но все они напоминают современные бактерии. Эти окаменелости называются строматолитами и свидетельствуют о том, что 3,5 миллиарда лет назад на Земле уже существовала жизнь.

Вполне возможно, что прокариоты были захвачены предками эукариотов и приспособились к совместной с ними жизни к взаимной выгоде (эндосимбиоз). Тогда такие органеллы, как митохондрия (где производится большая часть энергии), — это видоизмененные бактерии. Синезеленые водоросли могли в таком случае стать хлоропластами.

Одним из доказательств теории эндосимбиоза может быть тот факт, что митохондрии и хлоропласты организованы схожим образом с прокариотами.

См. также статью «Эукариоты».