Os organismos unicelulares se enquadram nos principais grupos de bactérias, arqueas, protozoários, algas unicelulares e fungos unicelulares. . As duas categorias gerais são procariontes, que não possuem núcleos ligados à membrana e organelas ligadas à membrana, como as mitocôndrias; e eucariotos, que são mais complexos, com organelas e núcleos ligados à membrana.
Os organismos unicelulares são onipresentes na maioria dos ambientes da Terra. Organismos unicelulares foram encontrados nos ambientes mais extremos, como desertos áridos, tundra congelada, ambientes subterrâneos altamente ácidos e fontes hidrotermais no fundo do oceano; esses organismos são chamados de extremófilos. Extremófilos são descritos pelos ambientes em que crescem de maneira ideal, como acidofílicos para ambientes ácidos e termofílicos para ambientes com altas temperaturas.
Os organismos unicelulares podem ser inócuos para os humanos, mas também são responsáveis por doenças. A malária é causada por um parasita unicelular do gênero plasmodium. É prevalente em ambientes tropicais e subtropicais. Estima-se que haja 214 milhões de casos de malária em todo o mundo a cada ano, resultando em 438.000 mortes, 90% das quais ocorrem na África. A doença é transmitida de pessoa para pessoa pela picada do mosquito Anopheles. A prevenção inclui o uso de redes mosquiteiras, pesticidas e interrupção de criadouros de mosquitos. Existem várias formas de tratamento para a malária, bem como o desenvolvimento contínuo de uma vacina.