Un organismo unicellulare è qualsiasi forma di vita costituita da una sola cellula. Questo gruppo include la maggior parte della vita sulla Terra, con i batteri che fungono da maggioranza. I principali gruppi di vita unicellulare sono i batteri, gli archaea (entrambi i procarioti) e gli eucarioti (eucarioti). Le differenze tra i procarioti e gli eucarioti sono significative: gli eucarioti possiedono un nucleo, mentre i procarioti ne sono privi, e gli eucarioti possiedono una gamma di organi subcellulari chiamati organelli, mentre i procarioti sono molto minimi.
Le persone possono osservare gli organismi unicellulari più grandi, come le amebe, utilizzando le impostazioni più alte su un microscopio ottico. I batteri sono così piccoli che appaiono come puntini sotto tale ingrandimento. Per raccoglierli per l’osservazione, una persona può posizionare un vetrino coprioggetto sulla superficie dell’acqua del laghetto e lasciarlo durante la notte. La mattina successiva, molti organismi avranno sviluppato intere colonie sul fondo del foglietto. Si replicano velocemente: le colonie possono raddoppiare le loro dimensioni in un periodo compreso tra 30 minuti e poche ore.
Organismi unicellulari tanto diversi quanto ubiquitari. Le forme di vita più antiche esistevano 3.8 miliardi di anni fa, se non di più. Perseguono una varietà di strategie per la sopravvivenza: fotosintesi (cianobatteri), chemiotrofia (molti archaea) ed eterotrofia (amebe). Alcuni hanno flagelli, piccole code che usano per la locomozione, o lobopodi, estensioni dello scheletro cellulare (citoscheletro), che appaiono come braccia simili a macchie. Il flagello degli antenati unicellulari dell’uomo viene trattenuto fino agli animali, dove appare come sperma flagellato.
Di tutti e sei i supergruppi eucarioti, quattro sono composti esclusivamente da organismi unicellulari. Fanno eccezione solo gli opistoconti, costituiti da animali, funghi e parenti stretti, e gli archeplastidi, costituiti da piante sia unicellulari che pluricellulari. Questi organismi sono di dimensioni variabili, con i batteri più piccoli che misurano 300 nanometri di diametro, fino alle titaniche muffe plasmodiali, che possono crescere fino a 8 cm di diametro. Il più grande può avere milioni di nuclei sparsi in tutto l’involucro cellulare. Per osservare alcuni dei più piccoli è necessario un costoso microscopio elettronico, mentre i più grandi possono essere visti ad occhio nudo.