Pięć głównych grup organizmów jednokomórkowych to pierwotniaki, archeony, bakterie, jednokomórkowe grzyby i jednokomórkowe glony. Podczas gdy organizmy jednokomórkowe mogą być zarówno eukariotyczne, jak i prokariotyczne, większość jest prokariotami. Dwie domeny, w których dzielą się komórki prokariotyczne, to archeony i bakterie.
Mimo że pierwotniaki są jednokomórkowymi organizmami, są one biologicznie klasyfikowane jako eukariota. Eukarioty to organizmy z komórkami, które mają jądra. Pomimo swojej prostoty pierwotniaki są podobne do zwierząt, takich jak ruchliwość. Jednokomórkowe glony i grzyby, które mogą być dość duże pomimo posiadania prostej anatomii, są także eukariotami.
Do końca lat 70. XX wieku Microbe World twierdzi, że naukowcy uważali archaea za rodzaj bakterii. Jednak nawet jeśli wyglądają podobnie i mają wiele podobieństw, genetyczne składanie tych dwóch mikroorganizmów jest inne. Zarówno archeony, jak i bakterie są przykładami prokariotycznych organizmów jednokomórkowych. Archaea i bakterie są dwiema głównymi domenami, które większość biologów używa do grupowania żywych organizmów.
Odkryto, że Archaea kwitnie w ekstremalnych warunkach, takich jak gorące źródła i gorące podwodne otwory wentylacyjne, jak również bardzo kwaśne środowiska. Bakterie można znaleźć również w ekstremalnych środowiskach, a także niemal wszędzie, co czyni je jedną z najbardziej zróżnicowanych grup na świecie.
