Sinh vật đơn bào có nhiều chức năng khác nhau tùy thuộc vào loại sinh vật, nhưng nói chung chúng cần tổng hợp tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết cho tế bào để tồn tại. Sinh vật phải thực hiện tất cả các hoạt động sống các quá trình để tế bào hoạt động và tự tái tạo, đôi khi xảy ra thường xuyên hàng giờ.
Nhiều sinh vật một tế bào có khả năng chống lại nhiệt độ khắc nghiệt. Điều này có nghĩa là các sinh vật một tế bào có thể tồn tại hoặc không hoạt động ở nhiệt độ cực kỳ lạnh và nóng. Các chức năng chuyên biệt khác phụ thuộc vào loại sinh vật đơn bào. Ví dụ, động vật nguyên sinh, vi khuẩn, tảo đơn bào hoặc nấm đều có thể có các chức năng chuyên biệt khác nhau.
Vi khuẩn lam hấp thụ ánh sáng với sắc tố hấp thụ tia cực tím và sử dụng nó để tạo ra một lớp áo cho phép chúng tồn tại ở nhiệt độ khắc nghiệt khi tiếp xúc với bề mặt đá có ánh sáng cao. Các vi khuẩn khác tạo ra bào tử chịu được nhiệt độ đông lạnh và sôi hoàn toàn. Thông thường, những sinh vật một tế bào này có hàm lượng nước thấp và một lớp áo protein. Tuy nhiên, nấm một tế bào, chẳng hạn như nấm men và nấm mốc, có một mục đích khác. Men thường được sản xuất để làm các loại bánh nướng như bánh mì, nấm mốc và các loại nấm khác có chức năng phân hủy chất chết. Động vật nguyên sinh, đại diện cho các sinh vật một tế bào có hành vi giống động vật, kiểm soát quần thể vi khuẩn và phân hủy vật chất giống như nấm.
