Dinding sel bakteri biasanya mengandung peptidoglikan polisakarida, yang berpori dan memungkinkan molekul kecil lewat. Bersama-sama, membran sel dan dinding sel disebut sebagai selubung sel. Dinding sel melakukan fungsi penting dari kelangsungan hidup bagi banyak bakteri. Tujuan dinding sel bakteri menyediakan struktur mekanik untuk bakteri, yang bersel tunggal, dan juga melindungi mereka dari tekanan turgor internal. Bakteri memiliki konsentrasi molekul yang lebih tinggi seperti protein di dalam diri mereka dibandingkan dengan lingkungannya, sehingga dinding sel menghentikan air mengalir ke dalam sel.

Perbedaan ketebalan dinding sel juga memungkinkan pewarnaan Gram. Pewarnaan Gram digunakan untuk identifikasi umum bakteri; Bakteri dengan dinding sel tebal adalah gram positif, sementara bakteri dengan dinding sel yang lebih tipis adalah gram negatif.

Sementara archaea mirip dalam banyak hal dengan bakteri, hampir tidak ada dinding archaea yang mengandung peptidoglikan. Ada beberapa jenis dinding sel yang berbeda di archaea. Beberapa terdiri dari pseudopeptidoglikan, beberapa memiliki polisakarida, beberapa memiliki glikoprotein, dan yang lain memiliki protein lapisan permukaan (disebut lapisan-S, yang juga dapat ditemukan pada bakteri).