Les cellules procaryotes varient en taille, mais elles sont généralement beaucoup plus petites que les cellules eucaryotes. La cellule procaryote moyenne mesure environ 1 à 10 micromètres (µm) de longueur et 0,5 à 2 µm de largeur. En comparaison, la cellule eucaryote moyenne mesure environ 10 à 100 µm de longueur et 10 à 100 µm de largeur.

Certaines des plus grandes cellules procaryotes se trouvent dans le genre bactérien Epulopiscium, qui peut atteindre des longueurs allant jusqu'à 750 µm. Les plus petites cellules procaryotes se trouvent dans le genre archéen Nanoarchaeum, qui peut mesurer jusqu'à 0,1 µm de diamètre.