Tế bào xoắn khuẩn chứa lục lạp, không bào lớn, nhân tế bào, các sợi tế bào chất giữ nhân tại chỗ và hai thành tế bào. Chúng là thực vật đơn giản, không có tế bào chuyên biệt để hấp thụ nước, vận chuyển chất dinh dưỡng hoặc tái tạo.
Đặc điểm mà chi được đặt tên là chuỗi lục lạp xoắn ốc gần như lấp đầy mỗi tế bào. Lục lạp tự cuốn quanh không bào trung tâm, trong đó nhân tế bào được treo bằng các sợi tế bào chất. Không bào chứa đầy nước và giữ cho tế bào căng phồng, do đó lục lạp có nhiều diện tích bề mặt hơn để hấp thụ ánh sáng.
Spirogyra được coi là thực vật đơn bào mặc dù chúng thường được tìm thấy ở dạng sợi dài và trôi nổi tự do. Điều này là do mặc dù các tế bào tự nhóm lại với nhau, nhưng không có sự liên lạc hoặc vận chuyển giữa các tế bào, như ở các sinh vật đa bào như cây cối hoặc cỏ. Mỗi tế bào spirogyra là một đơn vị đối với chính nó.
Những sợi tơ mảnh, màu xanh lá cây đặc biệt mang lại cho spirogyra những cái tên chung là "tua của nàng tiên cá" và "tơ nước". Các tế bào Spirogyra tự sắp xếp từ đầu đến cuối, với các sợi chỉ dày một tế bào. Giống như ở các loài thực vật phức tạp hơn, thành tế bào bên ngoài được làm bằng xenlulo, tạo cho các sợi có một lớp bọc bên ngoài cứng rắn; mặc dù, độ mỏng của chúng làm cho chúng khá mỏng manh. Thành bên trong thứ hai được làm bằng pectin, một phân tử hữu cơ dạng sợi thường được tìm thấy trong trái cây.
