Los procariotas se reproducen por fisión binaria. Casi todos los procariotas se reproducen asexualmente por medio de una forma de división celular denominada fisión binaria, que produce copias genéticamente idénticas de la célula original. En condiciones ideales, una célula procariota se divide aproximadamente una vez cada 20 minutos. La elevada tasa reproductiva de las bacterias ofrece amplias oportunidades para el surgimiento de formas nuevas, y también permite la rápida difusión de mutaciones que aumentan las posibilidades de supervivencia. Ciertas bacterias transfieren material genético de una bacteria donadora a una bacteria receptora durante un proceso que se conoce como conjugación bacteriana.

Los procariotas se especializan en hábitats específicos. Los procariotas ocupan prácticamente todos los hábitats, incluso aquellos donde las condiciones extremas impiden que sean ocupados por otras formas de vida. Incluso las condiciones químicas extremas no consiguen impedir la invasión de procariotas. Los procariotas presentan diversos metabolismos. Los procariotas consiguen colonizar hábitats tan diversos porque pueden utilizar una extensa variedad de fuentes de nutrimentos. Algunos tipos de bacterias, como las cianobacterias, llevan acabo una fotosíntesis similar a la de las plantas. Las cianobacterias poseen clorofila, producen oxígeno como producto secundario de la fotosíntesis y existen sólo donde disponen de luz y oxígeno. Muchas especies de bacterias y de arqueos son quimiosintéticos, esto es, obtienen energía por medio de reacciones en las que combina oxígeno con moléculas inorgánicas como azufre, amoniaco o nitritos. Algunos arqueos son metanógenos, es decir, organismos que transforman el dióxido de carbono en metano. Muchos procariotas son anaeróbicos, lo que significa que no necesitan oxígeno para obtener energía. Otros son oportunistas que practican la fermentación cuando falta oxígeno y cambian a respiración aeróbica (un proceso más eficiente) cuando disponen de este gas.

Los procariotas desempeñan muchas funciones que son importantes para otras formas de vida. Algunas de las bacterias han establecido una relación simbiótica con los rumiantes, y habitan en el tracto digestivo de los animales, donde ayudan a liberar los nutrimentos del alimento vegetal que los animales con incapaces de desdoblar por sí solos. También habitan bacterias simbióticas en nuestro intestinos. En particular, las plantas son incapaces de captar el nitrógeno del depósito más abundante de ese elemento, la atmósfera. Las plantas necesitan nitrógeno para crecer; para hacerse de él, dependen de las bacterias fijadoras de nitrógeno. Los procariotas también desempeñan un papel fundamental en el aprovechamiento de los desperdicios. Muchas sustancias que consideramos como desperdicios sirven de alimento a los arqueos y las bacterias, la mayor parte de cuyas especies son heterótrofas, pues obtiene energía descomponiendo moléculas orgánicas complejas.

Ciertas bacterias son patógenas y causan trastornos como la neumonía, el tétanos, el botulismo y las enfermedades venéreas gonorrea y sífilis. La mayoría de las bacterias sin embargo, son inocuas para los seres humanos y desempeñan papeles importantes en los ecosistemas naturales. Las bacterias y los arqueos han colonizado prácticamente todos los hábitats del planeta, incluso ambientes calientes, ácidos, muy salados y anaeróbicos. Algunas habitan en el tracto digestivo de organismos más grandes, como las vacas y las ovejas, donde desdoblan celulosa. Las bacterias nitrificantes enriquecen el suelo y favorecen el crecimiento de las plantas; otras viven de los cadáveres y desperdicios de otros organismos y liberan nutrimentos que son utilizados de nuevo.