Un organismo unicelular es cualquier forma de vida que consta de una sola célula. Este grupo incluye la mayor parte de la vida en la Tierra, y las bacterias constituyen la mayoría. Los principales grupos de vida unicelular son las bacterias, las arqueas (ambas procariotas) y las eucariotas (eucariotas). Las diferencias entre procariotas y eucariotas son significativas: los eucariotas poseen un núcleo, mientras que los procariotas carecen de él, y los eucariotas poseen una variedad de órganos subcelulares llamados orgánulos, mientras que los procariotas son muy mínimos.
Las personas pueden observar los organismos unicelulares más grandes, como las amebas, utilizando la configuración más alta en un microscopio óptico. Las bacterias son tan pequeñas que simplemente aparecen como puntos bajo tal aumento. Para reunirlos para observación, una persona puede colocar un cubreobjetos en la superficie del agua del estanque y dejarlo durante la noche. A la mañana siguiente, muchos organismos habrán desarrollado colonias enteras en la parte inferior del deslizamiento. Se replican rápidamente: las colonias pueden duplicar su tamaño entre 30 minutos y unas pocas horas.
Organismos unicelulares tan diversos como ubicuos. Las formas de vida más antiguas existieron hace 3.8 millones de años, si no más. Persiguen una variedad de estrategias de supervivencia: fotosíntesis (cianobacterias), quimiotrofia (muchas arqueas) y heterotrofia (ameba). Algunos tienen flagelos, pequeñas colas que usan para la locomoción, o lobopodos, extensiones del esqueleto celular (citoesqueleto), que aparecen como brazos en forma de gotas. Los flagelos de los antepasados unicelulares de los humanos se retienen hasta los animales, donde aparecen como espermatozoides flagelados.
De los seis supergrupos de eucariotas, cuatro están compuestos exclusivamente por organismos unicelulares. Solo los opistocontes, que consisten en animales, hongos y parientes cercanos, y los arqueoplástidos, que consisten en plantas unicelulares y multicelulares, son excepciones. Estos organismos varían en tamaño, con las bacterias más pequeñas que miden 300 nanómetros de ancho, que van hasta los moldes de lodo plasmodial titánico, que pueden crecer hasta 8 pulgadas (20 cm) de ancho. El más grande puede tener millones de núcleos esparcidos por toda la envoltura celular. Para observar algunos de los más pequeños se requiere un microscopio electrónico caro, mientras que los más grandes se pueden ver a simple vista.