Gli organismi unicellulari rientrano nei principali gruppi di batteri, archaea, protozoi, alghe monocellulari e funghi unicellulari. . Le due categorie generali sono procarioti, che mancano di nuclei legati alla membrana e di organelli legati alla membrana, come i mitocondri; ed eucarioti, che sono più complessi, con organelli e nuclei legati alla membrana.
Gli organismi unicellulari sono onnipresenti per la maggior parte degli ambienti sulla Terra. Organismi unicellulari sono stati trovati negli ambienti più estremi, come deserti aridi, tundra ghiacciata, ambienti sotterranei altamente acidi e prese d'aria idrotermiche sul fondo oceanico; questi organismi sono chiamati estremofili. Gli estremofili sono descritti dagli ambienti in cui crescono in modo ottimale, come acidofili per ambienti acidi e termofili per ambienti con alte temperature.
Gli organismi unicellulari possono essere innocui per gli esseri umani, ma sono anche responsabili delle malattie. La malaria è causata da un parassita unicellulare del genere plasmodium. È prevalente negli ambienti tropicali e sub-tropicali. Ci sono circa 214 milioni di casi di malaria in tutto il mondo ogni anno, con 438.000 morti, il 90% dei quali in Africa. La malattia viene trasmessa da persona a persona dal morso della zanzara Anopheles. La prevenzione include l'uso di zanzariere, pesticidi e interruzione dei siti di riproduzione delle zanzare. Esistono diverse forme di trattamento per la malaria e lo sviluppo continuo di un vaccino.