Komórki Spirogyra zawierają chloroplasty, dużą wakuolę, jądro komórkowe, pasma cytoplazmatyczne utrzymujące jądro w miejscu i dwie ściany komórkowe. Są to rośliny proste, bez wyspecjalizowanych komórek do wchłaniania wody, transportujących składniki odżywcze lub reprodukcji.
Cechą, do której nazywa się rodzaj, jest spiralny łańcuch chloroplastów, który prawie wypełnia każdą komórkę. Chloroplasty wiją się wokół centralnej wakuoli, w której jądro komórkowe jest zawieszone przez pasma cytoplazmatyczne. Pustka wypełniona jest wodą i utrzymuje napełnioną komórkę, więc chloroplasty mają więcej powierzchni do absorpcji światła.
Spirogyra są uważane za rośliny jednokomórkowe, chociaż zwykle występują w długich, swobodnie pływających włóknach. Dzieje się tak, ponieważ chociaż komórki grupują się razem, nie ma komunikacji ani transportu pomiędzy komórkami, jak to ma miejsce w organizmach wielokomórkowych, takich jak drzewa lub trawy. Każda komórka spirogyra jest jednostką samą w sobie.
Charakterystyczne, drobne, zielone włókna nadają spirogyrie powszechne imiona "warkocze syreny" i "jedwab wodny". Ogniwa Spirogyra układają się na końcu, z włóknami mającymi grubość tylko jednej komórki. Podobnie jak w bardziej złożonych roślinach, zewnętrzna ściana komórkowa jest wykonana z celulozy, co nadaje liniom twardą powłokę zewnętrzną; chociaż ich cienkość czyni je raczej delikatnymi. Druga ściana wewnętrzna wykonana jest z pektyny, włóknistej cząsteczki organicznej powszechnie występującej w owocach.
