Woese ontdekte een nieuwe domein van leven, de archaea, en ontwikkelde de fylogenetische analyse van ribosomaal RNA. Zijn werk toonde aan dat het leven een gemeenschappelijke voorouder had en leidde tot nieuwe inzichten in de evolutie van vroege levensvormen en de structuur van de evolutionaire stamboom. Bedenk hierbij dat deze stamboom  zolang evolutie een theorie blijft, pure inbeelding is - fantasie van wetenschappers.
Deze archaea zijn belangrijk voor het menselijke metabolisme. Ze maken eveneens deel uit van de menselijke microbiota in de darmen, mond en huid.