Os organismos unicelulares têm uma variedade de funções dependendo do tipo de organismo, mas geralmente precisam sintetizar todos os nutrientes necessários para a sobrevivência da célula. O organismo deve realizar toda a vida processos para que a célula funcione e se reproduza, o que às vezes ocorre com a mesma frequência que a cada hora.
Muitos organismos unicelulares são resistentes a temperaturas extremas. Isso significa que os organismos unicelulares são capazes de sobreviver ou permanecer dormentes em temperaturas extremamente frias e quentes. Outras funções especializadas dependem do tipo de organismo unicelular. Por exemplo, protozoários, bactérias, algas unicelulares ou fungos podem ter diferentes funções especializadas.
As cianobactérias absorvem luz com um pigmento absorvente de UV e usam-no para criar uma camada que lhes permite sobreviver a temperaturas extremas quando expostas a superfícies rochosas com alta exposição à luz. Outras bactérias produzem esporos que resistem a temperaturas de congelamento e ebulição por completo. Normalmente, esses organismos unicelulares têm baixo teor de água e uma capa protéica. Os fungos unicelulares, no entanto, como leveduras e bolores, têm uma finalidade diferente. A levedura é freqüentemente produzida para fazer produtos de panificação, como pão, e fungos e outros tipos de fungos funcionam para decompor a matéria morta. Os protozoários, que representam os organismos unicelulares com comportamento semelhante ao animal, controlam as populações de bactérias e decompõem a matéria como os fungos.