Le concept d'archaebactérie (ou archéobactérie) est relativement récent dans l'histoire de la biologie puisqu'il date de la fin des années 1970. On a découvert à cette époque des bactéries présentant diverses caractéristiques originales, notamment de l'ARN ribosomal, des lipides et une architecture membranaire et de l'ADN différents de ceux connus chez les autres êtres vivants procaryotes et eucaryotes. Elles furent reconnues à ce titre comme un nouveau groupe d'êtres vivants, bouleversant la classification acceptée jusqu'alors. Nombre de ces bactéries vivent dans des milieux extrêmes. Les bactéries les plus extrêmophiles, notamment les halophiles, les hyperthermophiles (90-110°C) et les hyperacidophiles (pH 1), sont toutes des archaebactéries. Cependant, tous les extrêmophiles ne sont pas des archaebactéries et toutes les archaebactéries ne sont pas des extrêmophiles.
L'intérêt des archaebactéries dans le cadre de l'évolution de la vie résulte de l'hypothèse universellement acceptée d'une origine unique des trois grands groupes d'êtres vivants, eubactéries, archaébactéries et eucaryotes, étayée par les travaux de phylogénie moléculaire. Par ailleurs, on a pu penser que les conditions écologiques, en particulier la température, étaient plus extrêmes à l'époque où la vie est apparue sur Terre. On a aussi suggéré que la vie aurait pu apparaître à proximité de sources hydrothermales sous marines comme celles des rifts où l'on trouve des archaébactéries hyperthermophiles. Le mode de vie extrêmophile correspondrait alors aux conditions de milieu qui régnaient sur Terre il y a 3,5 à 3,8 milliards d'années. Comme diverses archaebactéries vivent dans l'eau bouillante ou à proximité de sources hydrothermales sous marines et que des traces fossiles interprétées comme des microorganismes ont été retrouvées dans des roches volcaniques d'origine hydrothermale datées de - 3,2 Ga, l'hypothèse séduisante que les archaebactéries seraient les descendants d'un ancêtre qui vivait à haute température dans des sources chaudes a été émise. Or ce point de vue ne cadre pas, par exemple, avec l'hypothèse probable selon laquelle les organismes à ARN ont précédé ceux à ADN. En effet, l'ARN est beaucoup moins stable que l'ADN à la chaleur. En outre, on retrouve des traces fossiles de cyanobactéries dans des stromatolites datées de - 3,4 Ga et les traces de matières organique datées de - 3,8 Ga suggèrent dès cette époque une activité photosynthétique. Les méthodes de comparaison moléculaire appliquées aux archaebactéries, eubactéries, et eucaryotes aboutissent d'ailleurs à des arbres phylogénétiques différents selon les molécules utilisées pour les comparaisons. Même si les comparaisons moléculaires apportent des informations sur les relations de parenté, elles n'apportent pas de certitude quant à la généalogie. On recherche donc toujours la véritable nature de LUCA (Last Universal Cellular Ancestor)

Les archaebactéries, y compris certaines d'entre elles qui ne sont pas extrêmophiles, partagent des caractéristiques moléculaires particulières qui rendent compte de leur fonctionnement dans des conditions extrêmes. Ces caractéristiques commencent à être mises à profit commercialement pour obtenir industriellement des molécules biologiques actives dans des conditions extrêmes (enzymes des lessives, par exemple).