古菌，顾名思义似乎是指“古老的细菌”。然而，事情并非这么简单。“古老”没有错，但古菌不是细菌。虽然古菌与细菌从模样上看不出明显差别，但其细胞结构和基因却很不相同。现代分子生物学分类手段把生物界所有生物划分成三大域：古菌、细菌、真核生物各占一域。我们人类被划分在与细菌和古菌并列的真核生物范畴。古菌的发现从根本上改变了传统的分类概念。
荧光显微镜下呈绿色的海洋古菌（中国东海样品）
古菌与细菌的区别不仅在于基因组的不同、细胞膜的不同，还在于其非凡的适应能力。古菌不仅分布在土壤、湖泊、海洋等各种环境，而且在以往认为的生命禁区都有存在，比如高温、高盐等极端环境。这要归功于古菌的特殊功能。以海洋环境中古菌的分布为例，相对于细菌，古菌在表层海水中数量相对较少，而在较深的海水中相对数量反而增加。我们都有这样的常识，即随着海水深度的增加，海水中的光线越来越弱，海水的压强越来越大。那么，在那样黑暗、高压并且“可吃”的有机物稀少的环境中，为什么古菌的数量反而更多呢？原来这要归功于古菌的“特异功能”。许多古菌，比如产甲烷古菌，具有将无机物如氢气和二氧化碳作为电子供体和受体来合成甲烷并同时产生能量的本领。这些古菌具有特殊功能的酶，可以催化此类反应的发生。同时，在大洋深处尤其是地球板块活动比较活跃的海区中，常常分布着很多海底火山，这些海底火山的喷发会产生“黑烟囱”，可以将地球内部的能量释放出来，而在这些“黑烟囱”附近，也生长着大量的生物。研究表明，这些生物中有相当大一部分就属于古菌，热网菌属就是其中引人关注的一类。它们的自养固碳能力，支撑了深海或者海底环境中不依赖于太阳光合作用的所谓“黑暗食物链”。（焦念志）
现代分子生物学把生物界所有生物划分为古菌、细菌和真核生物三大域
马氏甲烷八叠球菌
【微问题】 能否实现人工光合作用？
【关键词】 原绿球藻 光合作用 优势种 古菌