Pyrococcus tiene características similares a otras arqueas termoautotróficas como Archaeoglobus y Methanococcus en el sentido de que todas son termófilas y anaeróbicas. Pyrococcus difiere, sin embargo, porque su temperatura óptima de crecimiento es de casi 100 °C y habita a una mayor profundidad del mar que las otras arqueas. El estudio de Pyrococcus ayuda a dar una idea de los posibles mecanismos utilizados para soportar condiciones ambientales extremas, como altas temperaturas y alta presión.
Se han secuenciado tres de las especies de Pyrococcus . P. furiosus es el más grande con 1,9 Mb seguido de P. abyssi con 1,8 Mb y P. horikoshii con 1,7 Mb. [ cita requerida ] Los genomas codifican muchas enzimas metabólicas diferentes, lo que les da un espectro más amplio de condiciones de vida porque pueden transportar y metabolizar una amplia gama de sustancias orgánicas. También se detectó variación entre especies.
Las células de Pyrococcus miden entre 0,8 y 2 μm y tienen una forma de coco ligeramente irregular. Muestran una agrupación polar de flagelos y están envueltos por una capa S que encierra un espacio periplásmico alrededor de la membrana citoplasmática . Las especies de Pyrococcus son anaeróbicas pero varían ligeramente en cuanto a su metabolismo. La fermentación de péptidos es la vía metabólica principal ; sin embargo, se ha observado crecimiento de P. furiosus y P. abyssi en almidón , maltosa y piruvato , pero no de P. horikoshii.. Mientras que la presencia de azufre elemental no es necesaria para el crecimiento, el crecimiento se potencia con la adición de S o .
Las especies de Pyrococcus habitan ambientes con temperaturas extremadamente altas, como los respiraderos hidrotermales . Las condiciones óptimas de crecimiento incluyen un nivel de pH de alrededor de 7, una concentración de sal de alrededor del 2,5 % y una temperatura de alrededor de 98 °C. Al crecer en temperaturas tan altas, es fácil ver por qué son anaeróbicos, ya que a estas temperaturas de ebullición casi no habrá oxígeno disponible. En el ejemplo de los respiraderos hidrotermales, donde se ha encontrado P. abyssi , no hay luz solar y la presión es de alrededor de 200 atm además de la temperatura extremadamente alta.