Algumas arqueobactérias são fotossintéticas, o que significa que fazem sua própria comida; no entanto, em vez de usar o pigmento clorofila como plantas verdes e algas, eles empregam uma proteína roxa sensível à luz chamada bacteriorodopsina. Outras arquéias vivem em locais onde a luz do sol não penetra, como as aberturas térmicas do fundo do mar. Essas bactérias dependem de um processo chamado quimiossíntese para produzir ATP.
A quimiossíntese usa uma estratégia semelhante à fotossíntese, exceto por duas diferenças principais. Primeiro, o calor de uma saída térmica pode substituir a energia solar. Em segundo lugar, a água ao redor de uma saída térmica é rica em sulfeto de hidrogênio. As arqueobactérias podem dividir o sulfeto de hidrogênio em seus componentes atômicos, liberando enxofre elementar enquanto bombeiam os prótons através de suas membranas para gerar um gradiente iônico que impulsiona a produção de ATP. Outras arqueobactérias podem usar metano como fonte de energia e também de carbono para sintetizar açúcares e lipídios.
Comparadas às eubactérias comuns, as arqueobactérias são extremófilas, o que significa que podem tolerar ambientes hostis inadequados para outras formas de vida. Os termófilos podem tolerar temperaturas próximas ao ponto de ebulição da água, enquanto os halófilos podem suportar altas concentrações de sal, como as encontradas no Grande Lago Salgado ou no Mar Morto. Finalmente, certos acidófilos como o Ferroplasma podem suportar concentrações de ácido sulfúrico tão altas quanto pH zero (o equivalente ao ácido da bateria).
