Os organismos unicelulares não respiram no sentido típico, mas respiram permitindo que o oxigênio entre na membrana celular por meio do processo de difusão. Por serem tão pequenos, não têm órgãos, poros e entradas para respirar como organismos multicelulares.
Todos os organismos precisam ser capazes de realizar algum tipo de respiração para sobreviver. Se o organismo se alimenta de oxigênio ou de outro tipo de gás depende do organismo, mas o processo é o mesmo. Para que a energia seja produzida na forma de ATP, que é utilizado por todas as células, deve haver algum tipo de troca gasosa. Os organismos unicelulares são capazes de transmitir seu gás extra através da parede celular e absorver oxigênio e outros gases para ajudá-los a sobreviver.
Existem alguns animais na Terra que são maiores do que os organismos unicelulares, mas ainda assim absorvem o oxigênio da mesma maneira. Os peixes, por exemplo, têm guelras que lhes permitem respirar. O oxigênio da água que eles "respiram" entra em suas guelras da mesma forma que o oxigênio entra em um organismo unicelular. Ele é então trocado pelos gases desnecessários no corpo do peixe. Nem todos os animais funcionam dessa maneira, mas existem alguns que são capazes de respirar da mesma forma que os organismos unicelulares não estão relacionados de forma alguma com os organismos.