Prokaryotik ve ökaryotik hücreler, hücrelerin alabileceği iki temel formdur. Prokaryotik hücreler, bakteri ve arka gibi tek hücreli organizmalar oluşturur, ökaryotik hücreler ise diğer tüm yaşam türlerinin temelidir. Dünya'nın evrimi açısından, prokaryotik hücreler ilk önce geldi ve daha sonra ökaryotik meslektaşları tarafından yerini aldı.
Prokaryotik ve ökaryotik hücreler arasındaki en belirgin fark, ikincisinin karmaşık bir organizma oluşturma kabiliyetidir. Prokaryotların tümü tek hücreli organizmalardır, ökaryotlar ise bitkileri, mantarları ve hayvanları içerir. Birleştirme ve işbirliği yapma yeteneği, ökaryotların prokaryotların çok ötesinde gelişmesine izin verdi.
Her iki hücre tipi de birbirine benzer elemanlar içerir. Her iki tip de hücre zarı, flagellum, sitoplazma ve ribozom içeren deoksiribonükleik asit (DNA) bazlı organizmalardır. Aynı tür DNA'yı ve aynı tür genetik kodu paylaşıyorlar. Bir fark, bir prokaryotun DNA'sının dairesel olması, bir ökaryotun lineer olması. Prokaryotik DNA yapmazken ökaryotik DNA kromozom oluşturmak için histon proteinlerine bağlanır.
Prokaryotik ve ökaryotik hücreler arasındaki en belirgin fizyolojik fark, eskilerin gerçek bir çekirdek eksikliğidir. Bir çekirdek, ökaryotik hücrenin DNA'sının çoğunu içerir ve işler ve bunun işlevi, hücresel aktiviteyi kontrol etmektir. Çekirdek, hücrenin geri kalanından ayrı tutulması için bir zar içinde bulunur. Prokaryot, DNA'nın toplandığı bir nükleoid merkezine sahiptir, ancak ayırma zarı yoktur.
İç membranlar iki hücre tipi arasında tekrar eden bir farktır. Ökaryotik bir hücre, organeller adı verilen farklı minyatür organlarla doldurulur. Bu membrana bağlı elemanlar, hücre içerisinde spesifik işlevleri yerine getirir ve hücrenin sitoplazmasından farklıdır. Prokaryotlar sitoplazmadan ayrılan hiçbir organel içermez. Sitoplazma, bir hücre içerisinde bulunan yapışkan bir sıvıdır.
Hem prokaryotik hem de ökaryotik hücrelerin ribozomları varken, ökaryotik hücrelerde ribozomlar daha büyük ve daha gelişmiştir. Ribozomlar, hücre içinde proteinler oluşturmak için amino asitleri ve ribonükleik asidi (RNA) kullanır. Prokaryotik bir ribozom, üç çeşit ribozomal RNA (rRNA) ve yaklaşık 50 tip proteinden oluşur. Ökaryotik ribozom, bununla birlikte, beş tip rRNA ve yaklaşık 80 tip protein içerir.
Ökaryotik hücreler, mitokondri adı verilen farklı bir organel içerir ve bitki hücreleri de plastidler adı verilen organellere sahiptir. Prokaryotik hücrelerin hiçbiri yoktur. Mitokondri ve plastidlerin ortak bir kaynağı olduğu görülmektedir. Her ikisi de kalıcı bir simbiyotik ilişkide ökaryotlar içinde emilen farklı prokaryotlar gibi görünmektedir.
Bazı genelleştirilmiş farklılıklar dışlamalar ile karmaşıktır. Genel bir kural olarak, prokaryotik ve ökaryotik hücreler, hücre duvarlarına göre farklılık gösterir. Tüm prokaryotlar bunlara sahipken ve çoğu ökaryotlarda bulunmamakla birlikte, istisnalar vardır. Bazı prokaryotlar ilkel organeller geliştirmiştir, ancak genellikle yoktur.
