Филогенез прокариот и эукариот имеет ряд отличий:

• Прокариоты возникли в период, когда содержание кислорода в среде изменилось. 4 Ко времени же появления эукариот концентрация кислорода была высокой и относительно постоянной. 4 У большинства прокариот энергетический обмен осуществляется в процессах брожения, в то время как у эукариот центральным механизмом обмена является дыхание. 4
• Прокариоты не имеют полноценного клеточного ядра, покрытого мембраной. 6 Клетки прокариот имеют очень небольшие размеры порядка 1 мкм. 6 Объём эукариотических клеток, содержащих полноценное ядро, в 800–1000 раз больше объёма клеток прокариот. 6
• У прокариот преобладает химическая эволюция, в то время как у эукариот — морфологическая. 9 Клетки эукариот в ходе эволюции менялись за счёт увеличения разнообразия форм, структуры и функций, а также компартментализации биохимических систем и сохранения общего для всех аэробного метаболизма. 12