Arhebakterije su vrsta prokariota, odnosno jednostaničnih organizama bez stanične jezgre. Oni čine kraljevstvo Archae, jedno od glavnih kraljevstava života. Te je organizme teško klasificirati jer imaju sličnosti s normalnim bakterijama i većim eukariotima. Po strukturi su poput jednostaničnih prokariota, ali genetska transkripcija i translacija na kojima se temelji njihovo stvaranje slični su onoj kod složenijih eukariota.
Sposobne živjeti u različitim okruženjima, arhebakterije su poznate kao ekstremofili. Određene vrste mogu živjeti na temperaturama iznad vrelišta na 100° Celzijusa ili 212° Fahrenheita. Također mogu uspijevati u vrlo slanim, kiselim ili alkalnim vodenim sredinama. Oni koriste razne kemijske trikove kako bi to postigli, s jednom vrstom, halobakterijama, sposobnom pretvoriti svjetlost u adenozin trifosfat (ATP) ili staničnu energiju, koristeći nefotosintetski proces. Halobakterije žive u vodama gotovo potpuno zasićenim solju, a za razliku od fotosintetskih biljaka, nisu sposobne ekstrahirati ugljik iz atmosferskog ugljičnog dioksida.
Arhebakterije imaju veličinu od 1/10 mikrometra do preko 15 mikrometara. (Ljudska kosa je široka oko 100 mikrometara.) Neki posjeduju flagele, ali one su bitno različite strukture od bakterija flagella. Godine 1999. sekvenciran je genom Pyrococcus abyssi, jednoj od najjačih arhebakterija na Zemlji. Očekuje se da će daljnje proučavanje njegove otpornosti na ekstremne temperature imati primjenu u biotehnološkoj industriji. Arhebakterije su nepatogene, žive u i oko drugih organizama, ali ih ne inficiraju. Neki su u stanju izdržati pritiske od preko 200 atmosfera, što im omogućuje da napreduju duboko u Zemlji.
Arhebakterije nisu bile prepoznate kao poseban oblik života od bakterija sve do 1977., kada su Carl Woese i George Fox to utvrdili kroz studije RNA. Međutim, kraljevstvo Archae ima blisku vezu s kraljevstvom Eukarije, njih dvoje dijele mnoga genetska stabla i zajedničke osobine. Jedno od prvih mjesta na kojima su Archae otkrivene bilo je na vrelim izvorima u Nacionalnom parku Yellowstone.