单细胞真核生物有着令人惊叹的多样性，有些是捕食者，有些是光合作用者，还有一些是分解者或清道夫。
尽管它们只是单个细胞，但其结构精密、功能多样、行为复杂，堪比许多多细胞生物。
它们的结构可以极为复杂，拥有如感受毛、感光器官、蜿蜒摆动的纤毛、类似腿的附肢、口部结构、毒刺以及类似肌肉的收缩束等精巧构造。
图《Molecular Biology of the Cell》7E Figure 1–33 各种单细胞真核生物。在每幅图中，比例尺均代表 10 μm。
图中所示生物分别为：(A)、(C) 和 (G)：纤毛虫（ciliates）(B)：日轮虫（heliozoan）(D)：变形虫（amoeba）(E)：甲藻（dinoflagellate）(F)：裸藻（euglenoid）。（图片作者 Michael Sleigh。M.A. Sleigh, Biology of Protozoa. Edinburgh: Edward Arnold, 1973）
人类往往关注植物和动物，而忽视了单细胞真核生物，因为它们（与细菌和古细菌一样）都是肉眼无法直接观察的微生物。然而，得益于 DNA 比较研究，我们如今知道：单细胞真核生物的基因组在进化上远比多细胞动植物多样，这意味着动物和植物实际上是在复杂而漫长的真核生物进化谱系中较晚出现的分支。
通过基因组数据，我们能够在生命之树上定位这些不同的单细胞真核生物，并确定与我们人类最接近的亲缘关系。
图《Molecular Biology of the Cell》7E Figure 1-35 基于基因组比较的
真核生物生命树。线条的长度与
基因组多样性的程度成比例，虚线表示
不确定的关系。请注意，动物和植物被许多
单细胞物种（包括
囊泡虫，即Excavates）隔开，这表明在真核生物进化过程中，
多细胞性独立地出现了
多次。（改编自 F. Burki, Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 6:a016147, 2014。）
利用这些生物的信息可以探索多细胞性起源，从而了解关于自身进化历史的线索。
